水与氢气
主要考点1常识水的分布,水污染的原因及防治,水与人类的关系
①水的分布:地球表面积的3/4被水覆盖,江河湖海,动植物体内
②造成水污染的主要途径:
a.工业生产中的“三废”(废气、废水、废渣)排放;
b.生活污水的任意排放;
c.农业上的农药、化肥随雨水流入河中或向地下渗透等。
防治水污染的主要措施:
a.工业上的“三废”经处理达标后再排放;
b.加强对水质的检测,节约用水,增强居民的环保意识;
c.农业上合理使用农药和化肥等。
③水与人类的密切关系:
a.工业上:发电,冷却,化工原料,溶解某些物质;
b.农业上:灌溉用水量较大;
c.动植物:体液的循环,生命存在的前提条件
2了解水的组成,水的物理性质及化学性质,氢气的工业制法,
①水的组成:
a.实验:2H2O通电2H2↑+O2↑
b.电极:阴极阳极
c.体积:2:1
d.检验:阴极:点燃,盖上一个干冷的烧杯,在内壁出现水雾;
阳极:用带火星的木条,复燃
e.结论:水是有氢元素和氧元素组成的;一个水分子由两个氢原子和一个氧原子构成的。
水是有大量的水分子聚集而成的。
②物理性质:
水在通常情况下为无色无味的液体,凝固点0℃,沸点℃,4℃是密度最大为1.0g/cm3
③水的化学性质:
a.与某些氧化物反应:H2O+CaO==Ca(OH)2(除不溶性的碱)
b.与某些盐反应:CuSO4+5H2O==CuSO4?5H2O(形成结晶水合物)
c.分解反应:2H2O2H2↑+O2↑;置换反应:C+H2OCO+H2
④氢气的工业制法:
天然气:CH4C+2H2↑;水煤气:C+H2OCO+H2
最理想的方法:利用太阳能、潮汐能等转化为电能,从而电解水
3掌握氢气的物理性质和化学性质、用途及实验室制法
①氢气的物理性质:氢气在通常情况下为无色无味的气体,难溶于水,密度最小的气体(用作填充气球)
②氢气的化学性质:氢气在常温下性质稳定,但在点燃或加热等条件下,能够跟许多物质发生化学反应。
a.可燃性:2H2+O22H2O(纯净的氢气,安静的燃烧,放出带蓝色的火焰)
H2+Cl22HCl(纯净的氢气,安静的燃烧,放出苍白色的火焰)
不纯的氢气被点燃就可能会爆炸,氢气的爆炸极限为4%~74.2%(体积分数)。因此点燃氢气前,一定要注意检验氢气的纯度(注意验纯的操作)
b.还原性:CuO+H2H2O+Cu(黑色的氧化铜中逐渐有红色物质产生,同时管口有液滴产生)
装置中的注意点:
a.氧化铜粉末平铺在试管底部
b.通氢气的导管应深入试管底部并置于氧化铜上方
c.导管口没有试管塞,并且试管口略微向下倾斜
d.反应前先通氢气,再加热氧化铜(尽可能的排尽试管中的空气,防止爆炸)
e.反应结束后,先停止加热再停止通氢气(冷却,防止再次生成氧化铜)
4用途氢能源(来源广泛,放出热量大,不污染环境;但制备及其储存、运输的安全还存在问题)
冶炼金属,燃料(氢氧焰)
③氢气的实验室制法:
a.反应原料:某些金属(铁、镁、锌等)和稀硫酸(或盐酸)
b.反应条件:常温下金属与酸接触,立即放出氢气
c.反应原理:
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑;Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑;Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑;Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑;2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
d.发生装置:大试管,双孔塞,长颈漏斗,胶皮管,弹簧夹,铁架台(带铁夹),导管
e.收集方法:向下排空气法(氢气的密度小于空气);排水集气法(氢气难溶于水)
5反应步骤ⅰ.按照要求安装反应仪器;
ⅱ.检验反应装置的气密性;
ⅲ.先装入固体药品,然后往长颈漏斗中注入液体;
ⅳ.打开弹簧夹,反应开始;
ⅴ.收集少量的氢气,进行验纯;
ⅵ.用排水收集法收集氢气;
ⅶ.关闭弹簧夹,反应结束。
6注意事项ⅰ.长颈漏斗下端应该伸入液面以下,防止气体从漏斗下端逸出;
ⅱ.导管应略微伸入大试管,大试管应该竖直放置;
ⅲ.该装置检查气密性的方法:紧闭弹簧夹,向长颈漏斗中注入一定量的蒸馏水,观察液面,如果液面不持续下降,则气密性良好;
ⅳ.当用向下排空气法收集,导管应伸入集气瓶底部。收集完毕,都应该盖上磨口玻璃片,倒扣在实验桌上;
7小知识①气体一般通过无水硫酸铜固体(白色)后,固体变成蓝色(胆矾)后,确定原气体中有水蒸气;
②气体一般通过浓硫酸(具有吸水性)进行干燥;