本试题 “按表中要求收集四瓶氢气和空气混合气,并点火实验,结果列于表中.(1)如何收集混合气[以V(H2):V(空气)=2:8 为例]?____________________.(2)由点...” 主要考查您对氢气的制取和收集
爆炸、自燃
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实验室里通常用稀硫酸跟金属锌起反应来制取氢气,也可以用盐酸代替硫酸,用镁或铁代替锌来制取氢气。
氢气的实验室制法:
化学药品 | 锌粒和稀硫酸 |
反应原理 | Zn + H2SO4== ZnSO4+ H2↑ |
发生装置 | 反应物状态为固态和液态,反应条件为室温,可选择实验室制CO2的反应装置(或用过氧化氢溶液制氧气的反应装置) |
收集装置 | 向下排空气法或排水法 |
实验步骤 | ①检验装置的气密性 ②装锌粒(注意将试管横放,把锌粒放入试管口,再慢慢竖起) ③把试管固定在铁架台上 ④加入稀硫酸 ⑤收集气体 |
注意事项 | ①不能用浓H2SO4代替稀H2SO4,浓H2SO4具有强氧化性 ②不能用金属活动性顺序表中排在氢后面的金属,如铜,也不能用排在氢前的金属,如钠,一般常用Zn、Al、Fe、Mg等。 ③长颈漏斗末端应在液而以下,防止氢气从长颈漏斗逸出 |
制取方法 | 原理 | 优缺点 |
电解水 | 2H2O2H2↑+O2 | 优点:得到氢气纯度高 缺点:耗能高 |
水煤气 | C+H2O(g)CO+H2 | 优点:成本低 缺点:需要设备多(需要除去CO中的杂质) |
天然气 | CH4C+2H2 | 优点:原料丰富 缺点:氢气纯度低 |
电解饱和食盐水 | 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑ | 优点:是氯碱化工的副产品 缺点:纯度低 |
理想模式:利用太阳能、高效催化剂分解水 | 2H2O2H2↑+O2↑ | 优点:不耗费电能、热能,环保 缺点:人类未能寻找到高效催化剂,还未能实际应用 |
自燃:
1. 概念:自燃是由缓慢氧化引起的自发燃烧。如果缓慢氧化产生的热量不能及时散失,就会越积越多,当温度升高到可燃物的着火点时,如果再遇到氧气就会引起自发的燃烧,这就是自燃。
爆炸:
1. 概念:通常说的爆炸指可燃物拒有限空间内急速燃烧,短时间内聚积大量的热量,使气体体积迅速膨胀引起的爆炸。
自燃:
露在地表的煤层,由于气候炎热,发生缓慢氧化反应而导致自燃。
贮存棉花、饲草的仓库,沾满机器油的破布、棉丝等堆积时间长了,通风不好有时就会自燃。在干燥的季节,森林也会自燃。
在坟地里出现“磷火”也是一种自燃现象。
人和动物机体里含磷的有机物腐败分解能生成磷化氢气体。这种气体着火点很低,接触空气就会自燃。在缺乏科学知识的时代,常把这种自燃现象说成是“鬼火”。
平时将白磷浸泡在冷水里,防止自燃。白磷的着火点低(40℃),可用它做自燃实验。取出少许白磷溶解在二硫化碳中,然后把溶液倒在滤纸上,待二硫化碳挥发后,白磷在滤纸上与空气中氧气充分接触就会自燃。
爆炸:
爆炸是我们日常生活中常见的观象,但有的爆炸仅仅是由物理变化引起的,如轮胎爆炸;有螳爆炸则是由化学变化引起的,如火药爆炸,汽油、液化气等燃料的爆炸等。其中,由化学变化引起的爆炸是学习的重点,这种类型的爆炸主要是由于:
①在有限的空间 (如炸弹)内,发生急速的燃烧,短时问聚积大量的热,使气体的体积迅速膨胀;
②氧气的浓度高,或者可燃物 (气体、粉尘)与氧气的接触面积很大,燃烧范围广,周围的空气迅速猛烈膨胀。防止这类爆炸的方法:通风,禁止烟火等。
燃烧,缓慢氧化,自燃,爆炸(由化学变化引起)的比较:
燃烧 | 缓慢氧化 | 自燃 | 爆炸 | |
概念 | 可燃物与氧气发生的一种发光放热的剧烈的氧化反应 | 缓慢进行的氧化反应 | 由缓慢氧化引起的自发燃烧 | 可燃物在有限空间内发生的急速燃烧 |
能量变化 | 放热明显 | 放出热量随时散失 | 放热明显 | 放热明显 |
温度 | 达到可燃物的着火点 | 未达到可燃物的着火点 | 达到可燃物的着火点 | 达到可燃物的着火点 |
是否发光 | 发光 | 无明显发光现象 | 发光 | 发光 |
联系 | 均属于氧化反应,均放出热量 |
可燃物 | 爆炸极限 |
甲烷 | 5%-15% |
丙烷 | 2.2%-9.5% |
乙醇 | 3.4%-19% |
氢气 | 4.0%-75% |
一氧化碳 | 12.5%-74% |
液化气 | 2.0%-12% |
水煤气 | 7.0%-72% |
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