本试题 “在研究酸雨的危害时,进行如下探究:酸雨能腐蚀自然界中的哪些物品呢?【设计实验】实验1:如图,硫在氧气中燃烧,观察到的现象是______,实验中出现的错误__...” 主要考查您对酸雨
S,Fe,C,P等物质在氧气中的燃烧
燃料的利用和新能源的开发
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知识拓展:
1. 酸雨区
某地收集到酸雨样品,还不能算是酸雨区,因为一年可有数十场雨,某场雨可能是酸雨,某场雨可能不是酸雨,所以要看年均值。目前我国定义酸雨区的科学标准尚在讨论之中,但一般认为:年均降水pH高于5.65,酸雨率是0-20%,为非酸雨区;pH在5.30--5.60之间,酸雨率是10--40%,为轻酸雨区;pH在5.00--5.30之间,酸雨率是30-60%,为中度酸雨区;pH在4.70--5.00之间,酸雨率是50-80%,为较重酸雨区;pH小于4.70,酸雨率是70-100%,为重酸雨区。这就是所谓的五级标准。其实,北京、拉萨、西宁、兰州和乌鲁木齐等市也收集到几场酸雨,但年均pH和酸雨率都在非酸雨区标准内,故为非酸雨区。
2. 我国三大酸雨区
我国酸雨主要是硫酸型
我国三大酸雨区分别为:
(1)西南酸雨区:是仅次于华中酸雨区的降水污染严重区域。
(2)华中酸雨区:目前它已成为全国酸雨污染范围最大,中心强度最高的酸雨污染区。
(3)华东沿海酸雨区:它的污染强度低于华中、西南酸雨区。
氧化的化学性质很活泼,很多物质都能与氧气发生化学反应。
部分物质在空气中和氧气中反应的对比:
a)碳和氧气反应
方程式:C + O2CO2
现象:剧烈燃烧,发白光,放热,生成使澄清石灰水变浑浊的气体
b)硫和氧气反应
方程式:S + O2SO2
现象:发出明亮的蓝紫色火焰,放热,生成有刺激性气味的气体
注意:实验前应在瓶底放少量水,用来吸收生成的有毒气体。
c)红磷和氧气反应:
方程式:4P + 5O22P2O5
现象:发出耀眼的白光,放热,生成大量白烟
生成的P2O5是固体小颗粒,现象为白烟,不是白雾。
d)铁和氧气的反应:
方程式:3Fe + 2O2Fe3O4
现象:剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色物质
注意:集气瓶底放一层细沙或少量水。
e)镁和氧气反应:
方程式:2Mg + O22MgO
现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色粉末状固体,有白烟。
注意:不能手持镁条,应用坩埚钳夹持。
f)石蜡和氧气反应
文字表达式:石蜡+氧气水+二氧化碳
现象:剧烈燃烧,放出热量,发出白光,如果在火焰上方罩一个干冷烧杯,
烧杯内壁有水珠,生成使澄清石灰水变浑浊的气体。
烟和雾的区别:
a)烟:大量固体小颗粒分散在空气长产生烟。红磷燃烧产生大量白烟,是燃烧生成的固体P2O5分散在空气中形成的
b)雾:大量小液滴分散在气体中产生雾。打开盛浓盐酸的瓶塞,瓶口有白雾,是挥发的HCl气体遇到空气中的水蒸气形成了盐酸小液滴。
a)光:固体物质燃烧使发光。镁条燃烧发出耀眼的强光,木炭在氧气中燃烧产生白光
b)气体物质和容易气化的物质燃烧时产生火焰。蜡烛在氧气中燃烧产生白色的火焰,是石蜡熔化后生成的气体燃烧而产生的。
描述物质在氧气中燃烧的现象的技巧:
可按三个顺序从三个方面进行:
(1)剧烈燃烧,有什么颜色的光,火焰;
(2)放热;
(3)生成物的特性
几种常见的新能源:
(1)车用乙醇汽油
将乙醇液体中含有的水进一步除去,再添加适量的变性剂可形成变性燃料乙醇,将其与汽油以一定的比例混合形成乙醇汽油。酒精中不含氮、硫等元素,因此它完全燃烧后排放的尾气中污染物少,有利于保护环境,所以乙醇汽油是较清浩的能源。掺有10%乙醇的汽油燃烧可使CO排放量减少30%,碳氢化合物排放量减少10%,这种燃料不仅可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染,还可以促进农业生产。目前在我国的一城市正在逐步推广使用乙醇汽油。
(2)氢能
①氢气作为未来理想能源的优点
a.氢气的来源广泛,可以由水制得。
b.氢气燃烧的热值比化石燃料高(如下图).大约是汽油热值的二倍。
c.最突出的优点是燃烧产物是水,不污染环境因此氢能源具有广阔的开发前景。
②氢气的性质
a.氢气的物理性质:通常情况下,氢气是无色、无味的气体,难溶于水,密度是0.089g/L,比空气密度小,是最轻的气体。
b.氢气的化学性质:氢气的可燃性:纯净的氢气在空气中能安静地燃烧,这个反应的化学方程式为2H2+O22H2O,现象为:产生淡监色火焰,放山热量氢气的还原性:氢气在加热条下,能跟某些金属氧化物反应,夺取金属氧化物中的O,因此,氢气具有还原性,即能使金属的氧化物失去O而还原为金属,氢气是一种重要的还原剂。
如氢气还原氧化铜:H2+CuOCu+H2O
现象:黑色固体粉末逐渐变为红色,试管内壁有水珠产生。
③氢能源的开发
a. 电解水的方法:消耗电量太多,成本高,不经济,不能大规模地制取氢气。
b. 理想的制氢方法:寻找合适的光分解催化剂,使水在太阳光的照射下分解产生氢气、
④氢气的储存:由于氢气是一种易燃易爆的气体,难液化,储存和运输不方便也不安全。如何储存氢气是氢能源开发研究的又一关键问题。目前,人们发现某些金属合金如Ti—Fe、Ti—Mn、La—Ni等具有储氢功能。其中La—Ni合金在常温、0.152MPa下就能放出氢气,已用于氢能汽车和燃料电池中氢气的储存,新型储氢型合金材料的研制和实际应用对氢能源开发具有重要意义
(3)生物质能
指太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽用之不竭,是一种可再生能源。通常包括木材,森林废弃物,农业废弃物,水生植物,油料植物,工业有机废弃物,动物粪便等。具有可再生性、低污染性、分布广泛、总量丰富等特性。
①沼气是有机物质在厌氧条件下经过微生物发酵而生成的一种可燃性气体,其主要成分是CH4。
②沼气的制取
把秸秆、杂草、人类粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可以产生甲烷。如图:
③发展沼气的意义:解决农村生活的燃料问题,提高农家肥的肥效。减少污染物的排放,保护环境。
(4)其他的新能源
随着社会对能量的需求量越来越大,化学反应提供的能量已经不能满足人类的需求。目前,人们正在开发和利用的新能源有太阳能、核能、风能、水能、地热能和潮汐能等。
①太阳能:地球上最根本的能源是太阳能。太阳能的利用一是通过集热器进行光热转换,如太阳能热水器.二是通过光电池直接转化为电能,如太阳能电池
②核能:来源于原子核的变化,这类变化叫核反应。核反应过程中由于原子核的变化,而伴随着巨大的能量变化,所以核能也叫原子能。
③风能:利用风力进行发电、扬帆助航等技术,也是一种可以再生的清洁能源
④地热能:地壳深处的温度比地面高得多,利用地下热量也时进行发电
⑤海洋能:在地球与长阳、月亮等的相互作用下海水不停地运动。站在海滩上,可以看到滚滚海浪,在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、温差能,这些能量总称海洋能。
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