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朱振刚 日记

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氢气是怎么产生的  

2016-10-12 14:17:58|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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氢气
(Hydrogen)
你知道世界上最轻的气体是什么气体吗?它就是氢气,它的密度非常小,只有空气的1/14。所以用氢气充灌的气球,必须用手牢牢捉住。否则,只要一撒手它就会闪闪升上天空。
氢气是一种很轻的气体
氢气有个爱“钻空子”的脾气。灌好的氢气球,往往过一夜,第二天就飞不起来了。这是因为氢气能钻过橡胶上人眼看不见的小细孔,溜之大吉。不仅如此,在高温、高压下,氢气甚至可以穿过很厚的钢板。为什么氢气这么爱“钻空子”呢?想知道答案吗?通过以下的学习你就会得到你想要的答案。
那你知道为什么氢气球会在空中飘扬吗?要气球能够在空中飘扬,那么就要在气球内的气体密度较小(比空气小)。由于氢气(hydrogen,H2)是一种密度较低的气体,把氢气注入气球内,便可以使它飘浮在空中。
氢气是无色并且密度比空气小的气体(在各种气体中,氢气的密度最小。标准状况下,1升氢气的质量是0.0899克,比空气轻得多)。因为氢气难溶于水,所以可以用排水集气法收集氢气。另外,在101千帕压强下,温度-252.87℃时,氢气可转变成无色的液体;-259.1℃时,变成雪状固体。
不知是否有同学知道氢气球是不能靠近火源的。又是否有同学知道这是为什么呢?学完氢气的化学性质后,我想大家就会明白的。
常温下,氢气的性质很稳定,不容易跟其它物质发生化学反应。但当条件改变时(如点燃、加热、使用催化剂等),情况就不同了。
a. 可燃性:
氢气在空气里的燃烧,实际上是与空气里的氧气发生反应,生成水。
2H2 O2=2H2O
这一反应过程中有大量热放出,是相同条件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料,在火箭上使用。我国长征3号火箭就用液氢燃料。
不纯的H2点燃时会发生爆炸。但有一个极限,当空气中所含氢气的体积占混合体积的4%-74.2%时,点燃都会产生爆炸,这个体积分数范围叫爆炸极限。
也许有的同学会问:我们怎么知道一瓶氢气是否纯呢?
如右图方法,用试管收集一试管氢气,然后用燃着木条放到试管口,如果听到轻微的“噗”声,表明氢气是纯净的。如果听到尖锐的爆鸣声,表明氢气不纯。这时需要重新收集和检验。
如用排气法收集,则要用拇指堵住试管口一会儿,使试管内可能尚未熄灭的火焰熄灭,然后才能再收集氢气(或另取一试管收集)。收集好后,用大拇指赌住试管口移近火焰再移开,看是否有“噗”声,直到试验表明氢气纯净为止。
b. 还原性
我们先来看一下以下的动画实验:氢气与氧化铜反应
以上反应的实质是氢气夺取氧化铜中的氧生成水,使氧化铜变为红色的金属铜。
CuO H2=Cu H2O
在这个反应中,氧化铜失去氧变成铜,氧化铜被还原了,即氧化铜发生了还原反应。这种含氧化合物失去氧的反应,叫做还原反应。能夺取含氧化物里的氧,使它发生还原反应是的物质,叫做还原剂。还原剂具有还原性。
我们知道性质决定用途,那么氢气有什么用呢?
根据氢气所具有的燃烧性质,它可以作为燃料,可以应用与航天、焊接、航天、军事等方面;根据它的还原性,还可以用于冶炼某些金属材料等方面。
[小资料]氢能源
1)氢气的可燃性
〔实验5-5〕 在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气,观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯(图5-10),过一会儿,观察烧杯壁上有什么现象发生。
我们可以看到,纯净的氢气在空气里安静地燃烧,产生淡蓝色的火焰②。用烧杯罩在火焰的上方时,烧杯壁上有水珠生成,接触烧杯的手能感到发烫。 
②氢气在玻璃导管口燃烧时,火焰常略带黄色。 
氢气在空气里燃烧,实际上是氢气跟空气里的氧气发生了化合反应,生成了水并放出大量的热。这个反应的化学方程式是:
2H2+O22H2O
如果氢气不纯,混有空气(或氧气),点燃时会怎样呢?
〔实验5-6〕取一个一端开口,另一端钻有小孔的纸筒(或塑料筒等),用纸团堵住小孔,用向下排空气法收集氢气,使纸筒内充满氢气(图5-11,Ⅰ)。把氢气发生装置移开,拿掉堵小孔的纸团,用燃着的木条在小孔处点火,注意有什么现象发生。(做这个实验时,人要离得远些,注意安全。)
我们可以看到,刚点燃时,氢气安静地燃烧(图5-11,Ⅱ),过一小会儿,突然听到“砰”的一声响,爆炸的气浪把纸筒高高掀起(图5-11,Ⅲ)。
实验测定,空气里如果混入氢气的体积达到总体积的4%~74.2%,点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。实际上,任何可燃气体或可燃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(如氢气、液化石油气、煤气等)发生泄漏时,应杜绝一切火源、火星,以防发生爆炸。
正是由于这个原因,我们在使用氢气时,要特别注意安全。点燃氢气前,一定要检验氢气的纯度。
〔实验5-7〕用排水法收集一试管氢气,用拇指堵住,移近火焰,移开拇指点火(图5-12),如果听到尖锐的爆鸣声,就表明氢气不纯,需要再收集,再检验,直到响声很小,才表明氢气已纯净。如果用向下排空气法收集氢气,经检验不纯而需要再检验时,应该用拇指堵住试管口一会儿,然后再收集氢气检验纯度,否则会发生危险,为什么③? 
因为刚检验过纯度的试管内,氢气火焰可能还没有熄灭,如果立刻就用这个试管去收集氢气,氢气火焰可能会点燃氢气发生器里尚混有空气的氢气,使氢气发生器发生爆炸。用拇指堵住试管口一会儿,就使试管内未熄灭的氢气火焰因缺氧气而熄灭。


盐酸中放置金属锌. 
自己可以做,如在一个玻璃瓶中装一点盐酸,(要注意安全,盐酸有强烈的腐蚀性,不要不要被盐酸烧伤了皮肤.)然后放入废电池的锌皮,就会产生氢气.盖上盖子,用一根管子可从盖子上的孔引出氢气充大气球.


在盐酸中放入金属锌产生化学反应后产生的气体就是氢气.还有一种方法就是电解水也可以产生氢气


有几种方法可以产生氢气
1、金属与非氧化性酸反应
2、活泼金属与水反应,如金属钠
3、金属铝与氢氧化钠反应
4、硅与氢氧化钠反应
5、电解法:电解水,电解强酸、强碱,电解强酸强碱盐(如氯化钠)
6、甲烷的热分解
7、碳和水反应(制水煤气的反应)

酸与金属置换反应生成氢气 电解饱和食盐水生成氢气

水分解产生氧气和氢气  你可以用水通电制造氢气
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