水的性质和用途

○氢气（H

2

）的性质和用途

物理性质氢气是无色、无臭、难溶于水的气体,密度比空气小,是相同条件下密度最小的气体。

化学性质

可燃性2H

2

+O

2

2H

2

O

氢气燃烧时发出淡蓝色火焰,放出热量,并有水珠产生。

氢气点燃前,一定要验纯。

纯净的氢气在空气里安静地燃烧,发出淡蓝色火焰,放出热量。不纯的氢气（混有

一定量空气或氧气）遇明火会发生爆炸。

还原性

氢气还原氧化铜

H

2

+CuO△Cu+H

2

O

黑色的氧化铜粉末在氢气中加热逐渐变成红色,试管口有水珠产生。

氢气“早出晚归”

氢气还原氧化铜实验注意事项：

“酒精灯迟到早退”，即①开始时要先通入氢气后加热（目的是排净管内空气，防

止氢气与管内空气混合受热发生爆炸）；②实验结束时要先停止加热，继续通入

氢气至试管冷却（防止生成的铜受热被氧化成CuO）

氢气还原氧化铁

3H

2

+Fe

2

O

3

△2Fe+3H

2

O

氢气的用途

①填充气（密度比空气小）,如充气球、飞舰

②（可燃性）高能燃料,氢氧焰焊接和切割金属。

③（还原性）冶炼重要金属

④化工原料(合成氨、制盐酸)

氢气与其它气体的显著区别之处相同条件下氢气密度最小

证明氢气密度比空气小的方法用氢气吹肥皂泡,若肥皂泡上升,则密度比空气小。

氢能源的三大优点

氢气被认为是最清洁的燃料。

①生成物是水,产物无污染。

②热值高,放热多。

③以水为原料制取氢气,来源广,可以再生。

制取氢气实验收集方法①向下排空气法（密度最小的气体）②排水法（难溶于水）

备注

①既有可燃性，又有还原性的物质H

2

、C、CO

②氢气优点很多,但为什么不能广泛地推广使用？(目前氢能源存在的问题？)

答：因为制取氢气的成本太高,且储存和运输比较困难。

③为什么氢气要验纯？实验中如果发现氢气不纯应该如何处理？

答：如果氢气不纯,会发生爆炸。任何可燃性气体或可燃性的粉尘如果跟空气充分混合,遇火时都有可能发生爆炸。在实验中,如果验纯时发现

气体不纯,需要再收集再检验时,必须对试管进行处理（用拇指在试管口堵住一会或更换试管）,以免发生爆炸。

④氢气跟CO

2

不反应

生成氢气的反应（实验室制取H

2

最常用的试剂是锌粒和稀硫酸,也可用②③⑤⑥⑦）

①锌粒和稀硫酸反应Zn＋H

2

SO

4

＝ZnSO

4

＋H

2

↑⑤锌粒和盐酸反应Zn＋2HCl＝ZnCl

2

＋H

2

↑

②铁和稀硫酸反应Fe＋H

2

SO

4

＝FeSO

4

＋H

2

↑⑥铁和盐酸反应Fe＋2HCl＝FeCl

2

＋H

2

↑

③镁和稀硫酸反应Mg＋H

2

SO

4

＝MgSO

4

＋H

2

↑⑦镁和盐酸反应Mg＋2HCl＝MgCl

2

＋H

2

↑

④铝和稀硫酸反应2Al＋3H

2

SO

4

＝Al

2

(SO

4

)

3

＋3H

2

↑⑧铝和盐酸反应2Al＋6HCl＝2AlCl

3

＋3H

2

↑

○氧气的性质和用途

物理性质(通常状况下)无色无味的气体,不易溶于水,密度比空气略大。液氧、固态氧淡蓝色。

化学性质

支持燃烧,有助燃性。可供呼

吸用,是常用的氧化剂。

①C+O

2

点燃CO

2

发出白光,放出热量

②S+O

2

点燃SO

2

空气中发出淡蓝色火焰；氧气中发出紫蓝色火焰

③4P+5O

2

点燃2P

2

O

5

产生白烟,生成白色固体P

2

O

5

④3Fe+2O

2

点燃Fe

3

O

4

剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体

⑤蜡烛在氧气中燃烧发出白光,放出热量

用途

①供呼吸

②航天、潜水、登山、医疗、液氧炸药

③炼钢、炼铁

④气焊

备注O

2

具有助燃性，但不具有可燃性，不能燃烧。

○二氧化碳的性质和用途

物理性质

无色,无味的气体,密度比空气大,能溶于水,高压低温下可得固体CO

2

（干冰）,生产汽水等碳酸型饮料就是利用了二氧化碳的这

一性质。

化学性质

1)一般情况下,二氧化碳不能燃烧,也不支持燃烧,不能供给呼吸。

2)二氧化碳溶解于水,与水

反应生成碳酸

CO

2

+H

2

O＝H

2

CO

3

（酸性）

H

2

CO

3

＝H

2

O+CO

2

↑（碳酸不稳定）

生成的碳酸能使紫色的石蕊试液变红

．．．．．．．．．．．．．

,碳酸不稳定,

易分解成二氧化碳和水。二氧化碳通入紫色石蕊试

液,石蕊试液变红色,加热又变为紫色。

3)二氧化碳可以和四大强

碱跟碱反应生成盐和水

①二氧化碳通入澄清的石灰水

CO

2

+Ca(OH)

2

＝CaCO

3

↓+H

2

O

（鉴别CO

2

的方程式）

能使澄清的石灰水变浑浊（或有白色沉淀生成）,因为

二氧化碳与氢氧化钙反应,生成了白色的碳酸钙沉

淀的缘故。这也是久置装石灰水的试剂瓶壁有一层

白膜的原因,要除去这白膜,用稀盐酸。

其原理是：CaCO

3

+2HCl＝CaCl

2

+H

2

O+CO

2

↑

用澄清的石灰水检验鉴定二氧化碳CO

2

,

②二氧化碳跟氢氧化钠反应

CO

2

＋2NaOH＝Na

2

CO

3

＋H

2

O

无明显现象

4）二氧化碳能和碳单质反应

（氧化性）

①与灼热的碳反应C+CO

2

高温2CO

吸热反应,既是化合反应又是氧化还原反应,CO

2

是

氧化剂,C是还原剂。

②CaCO

3

＝CaO+CO

2

↑（工业制CO

2

）

5）二氧化碳能参与光合作用

检验方法通入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊

用途

①灭火剂

既利用其物理性质(密度比空气大),又利用其化学性质(在通常条件下不能燃烧,也不支持燃烧)

灭火器原理：Na

2

CO

3

+2HCl＝2NaCl+H

2

O+CO

2

↑

②干冰（固体二氧化碳）用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）

③温室肥料

因为二氧化碳参与植物的光合作用(绿色植物在阳光照射下,把CO

2

和H

2

O转化成糖),作大棚内气体肥料,可以提高农作物的

产量。

④做碳酸型饮料（利用二氧化碳能溶于水）

⑤化工原料,制纯碱、化肥。

二氧化碳在化学

实验中的应用

①CO

2

能与NaOH反应,解释NaOH溶液露置空气中变质现象。

②CO

2

能与Ca(OH)

2

反应产生白色沉淀,利用这一反应检验CO

2

或Ca(OH)

2

溶液

注：氢气跟CO

2

不反应

二氧化碳对环境

的影响

（危害）

1）过多排放引起温室效应。因为大气中二氧化碳含量增加,地表热量不易散发,温室效应加剧。

①能导致温室效应的气体有二氧化碳(CO

2

)、臭氧(O

3

)、甲烷(CH

4

)、氟氯代烷等。

②造成温室效应的原因：人类消耗的能源急剧增加,森林遭到破坏。

③减轻温室效应的措施：减少化石燃料的燃烧；植树造林；使用清洁能源。

2）二氧化碳本身没有毒性,但不能供给呼吸,因此在人群密集的地方注意通风换气。

大气中二氧化碳

产生的主要途径

化石燃料的燃烧、动植物遗骸被生物分解、动植物呼吸。

大气中二氧化碳

的消耗

二氧化碳溶于水、植物的光合作用。

○一氧化碳的性质和用途

物理性质无色、无味气体,比空气的密度略小,难溶于水,有毒气体。

化学性质

①可燃性

一氧化碳在空气中燃烧生成二氧化碳2CO+O

2

2CO

2

发出蓝色火焰,放热,生成能使澄清石灰水变

浑浊的气体。

可燃性气体点燃前一定要检验纯度

煤炉从上至下,常发生的三个反应

①2CO+O

2

2CO

2

②CO

2

+C2CO

③C+O

2

CO

2

②还原性

一氧化碳还原氧化铜（不是置换反应）

CO+CuO

△

Cu+CO

2

（非置换反应）

黑色物质受热后变为亮红色固体,同时放出能

使石灰水变浑浊的气体。

一氧化碳还原氧化铁Fe

2

O

3

+3CO2Fe+3CO

2

红棕色粉末逐渐变成黑色,石灰水变浑浊。

③毒性

因为一氧化碳吸进肺里极易与血液中的血红蛋白结合,破坏了血红蛋白的输氧能力,造成生物体内缺氧而中毒,严重

时会危及生命。

正常的血液呈深红色,当通入一氧化碳后,血液由深红色变成浅红色。

检验方法通过灼热的氧化铜粉末,粉末由黑色逐渐变成红色,产生的气体能使澄清石灰水变浑浊

危害

缺氧中毒(一氧化碳吸进肺里极易跟血红蛋白极易结合,破坏了血红蛋白的输氧能力,造成生物体内缺氧而中毒,严重时会危及生

命,因此在冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。)

特别注意尾气的处理一氧化碳有剧毒,会使空气受污染,必须把未反应的CO燃烧转变成无污染的CO

2

制取实验中的收集方法一氧化碳只能用排水法收集,不能用向下排空气法收集。

用途

①作燃料（可燃性：2CO+O

2

2CO

2

燃烧产生热量,是重要气体燃料,但要注意尾气处理）

②作为还原剂冶炼金属（还原性：3CO+Fe

2

O

3

2Fe+3CO

2

、CO+CuOCu+CO

2

）

○稀有气体

物理性质

化学性质

稀有气体由于化学性质不活泼,曾经被称作惰性

气体。

主要用途

①化学性质不活泼,常用作保护气。

②由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等。

③氦可用于制造低温环境,可作冷却剂,如液氦冷冻机。

④激光技术。

⑤氙气可作麻醉剂。

○三种可燃性气体H

2

、CO、CH

4

甲烷CH

4

（俗名沼气）氢气H

2

一氧化碳CO

物理性质无色无味,密度比空气小,极难溶于水。

无色、无臭、难溶于水的气体,密度比空气

小,是相同条件下密度最小的气体。

无色、无味气体,比空气的密度略小,难溶于水,有毒气

体。

化学性质可燃性CH

4

＋2O

2

点燃CO

2

＋2H

2

O

可燃性：2H

2

+O

2

2H

2

O

还原性：H

2

+CuO△Cu+H

2

O

3H

2

+Fe

2

O

3

△2Fe+3H

2

O

可燃性：2CO+O

2

2CO

2

CO

2

+C2CO

还原性：CO+CuO

△

Cu+CO

2

Fe

2

O

3

+3CO2Fe+3CO

2

反应现象

甲烷CH

4

在氧气中燃烧时发出明亮的

蓝色火焰

氢气燃烧时发出淡蓝色火焰,放出热量,并

有水珠产生。

在空气中燃烧发出蓝色火焰,放热,生成能使澄清石

灰水变浑浊的气体。

备注

天然气的主要成分是甲烷CH

4

甲烷CH

4

(沼气),是较清洁的能源。是

最

简单的,相对分子质量最小的有机物。

纯净的氢气在空气里安静地燃烧,发出淡蓝色

火焰,放出热量。不纯的氢气（混有一定量空

气或氧气）遇明火会发生爆炸。

一氧化碳具有毒性,因为一氧化碳吸进肺里极易跟

血红蛋白极易结合,破坏了血红蛋白的输氧能力,造

成生物体内缺氧而中毒,严重时会危及生命,因此在

冬季用煤炉来取暖时,要注意房间的通风和换气。

如何防范可燃性气体发生爆炸？

答：任何可燃性气体或可燃性的粉尘如果跟空气充分混合,遇火时都有可能发生爆炸。因此当可燃性气体发生泄漏时,应杜绝一切火源、

火星,以防发生爆炸。应立即打开门窗、关闭阀门。

鉴别看燃烧产物（不可根据火焰颜色）

可燃性气

体的验纯

（验氢气）用排水法收集一试管可燃气体,用拇指堵住试管口移近火焰点燃。如果气体较纯,气体会安静地燃烧,并发出“噗”声；如果气

体不纯,会发出尖锐爆鸣声。

●可燃性气体H

2

、CO、CH

4

在氧气中燃烧的火焰颜色

反应物火焰颜色共同性质备注

三大可燃性气体和

还原剂

1氢气H

2

氧气O

2

发出淡蓝色的火焰

①可燃性

②还原性

可燃性气体的鉴别不可根据火焰颜色,而要

看燃烧产物。

2一氧化碳CO发出蓝色的火焰

3甲烷CH

4

发出明亮的蓝色火焰

●一些重要常见气体的的主要用途

物质名称主要用途

氧气(O

2

)

①氧气的特性是供呼吸；支持燃烧。

②医疗急救、潜水、燃料燃烧、宇宙航、登山、液氧炸药、化工生产

③炼钢、炼铁

④气焊,金属切割

（注：O

2

具有助燃性,但不具有可燃性,不能燃烧）

氮气（N

2

）

①氮气是制造硝酸和氮肥的重要原料（这一点可以证明空气中含有氮气）。

②氮气化学性质不活泼,因此常利用它的惰性作保护气,如焊接金属时常用氮气做保护气,灯泡中充氮气以延长使用寿命,食品包装

中充氮气以防腐。

③医疗上可在液氮冷冻麻醉条件下做手术。

④超导材料在液氮的低温环境下能显示超导性能。

⑤氦气密度小,用作填充气球。

稀有气体

①化学性质不活泼,常用作保护气。

②由于稀有气体在通电时能发出不同颜色的光,可制成多种用途的电光源,如航标灯、强照明灯、闪光灯、霓虹灯等。

③氦可用于制造低温环境,可作冷却剂,如液氦冷冻机。

④激光技术。

⑤氙气可作麻醉剂。

氢气(H

2

)

①填充气（密度比空气小）,如充气球、飞舰

②（可燃性）高能燃料,氢氧焰焊接和切割金属。

③（还原性）冶炼重要金属

④化工原料(合成氨、制盐酸)

一氧化(CO)

①作燃料（可燃性：2CO+O

2

2CO

2

燃烧产生热量,是重要气体燃料,但要注意尾气处理）

②作为还原剂冶炼金属（还原性：3CO+Fe

2

O

3

2Fe+3CO

2

、CO+CuOCu+CO

2

）

二氧化碳(CO

2

)

①灭火(通常条件下不能燃烧,不支持燃烧)

灭火器原理：Na

2

CO

3

+2HCl＝2NaCl+H

2

O+CO

2

↑

用CO

2

做灭火剂,应用其不可燃烧,也不支持燃烧的性质。既利用其物理性质（密度比空气大）,又利用其化学性质（不能燃烧,也不

支持燃烧）

②干冰（固体二氧化碳）用于人工降雨、制冷剂（利用干冰升华时要吸收大量的热）

③温室肥料

[因为二氧化碳参与植物的光合作用(绿色植物在阳光照射下,把CO

2

和H

2

O转化成糖),作大棚内气体肥料,可以提高农作物的产

量]。

④做碳酸型饮料（利用二氧化碳能溶于水）

⑤化工原料,制纯碱、化肥。

○几种气体性质的对比

气体

物理性质

化学性质特性

溶解性密度

H

2

难溶于水比空气小可燃性、还原性密度最小的气体

CH

4

难溶于水比空气小可燃性

CO

难溶于水比空气小可燃性、还原性、毒性毒性

N

2

难溶于水比空气小不支持燃烧,不能燃烧

CO

2

可溶于水比空气大

不支持燃烧,不能燃烧

可使澄清的石灰水变浑浊

通入石蕊试液,试液变红色

可使澄清的石灰水变浑浊

O

2

不易溶比空气大助燃性,不能燃烧使带火星的木条复燃