㈠ 怎样制取氢气
制取方法
实验室制取
①反应原理:利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应,置换出氢元素。
用锌与稀硫酸反应:
制取氢气的简易方法
注意:
1、这里最好不用盐酸,是因为该反应放热,盐酸会挥发出氯化氢气体,使制得的气体含有氯化氢杂质。Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
2、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时,会优先置换出水中的氢并生成相应的碱,且反应过于剧烈
3、选取的金属应与酸反应速率适中,产生气泡均匀
4、不能使用硝酸或浓硫酸,因为这两种酸具有强氧化性,反应将会生成NO2或SO2
氢气的实验室制取
用铝和氢氧化钠溶液反应制取:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
注:市场上零压氢气机就是根据铝和氢氧化钠反应制氢充球。因为是开放性,是一边放料一边充球,所以机内是无气压的,安全系数较高。
电解水实验
电解就是将两根金属或碳棒(即电极)放在要分解的物质(电解质)中, 然后接上电源,使电流通过液 体。化合物的阳离子移到带负电的电极(阴极),阴离子移到带正电的电极(阳极),化合物分为二极。
H2O=H++OH-
H++e-=H
2H=H2
OH--e-=OH
2OH=H2O2
2H2O2=2H2O+O2
2H2O2=2H2O+O2
总的化学方程式是:2H2O=通电=2H2↑+O2↑
收集
1.排水集气法(用于收集难溶于水的气体)
优点:可以收集到较纯净的气体 缺点:收集到的气体较湿润
2.向下排空气法(用于收集密度比空气小,不与空气中成分反应的气体),
优点:过程简洁 缺点:收集到的气体不纯
工业制作法
①水煤气法(主要成分CO和H2,C+H2O==高温==CO+H2)
②电解水的方法制氢气(2H2O==通电==O2↑+2H2↑)
③电解饱和食盐水(2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+H2↑+Cl2↑)
原始制作法
原始氢气是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氢气,大部分分布在宇宙空间内和大的星球中,是恒星的核燃料,是组成宇宙中各种元素及物质的初始物质。地球上没有原始氢气因为地球的引力束缚不了它。只有它的化合物。
人造氢气生产方法
可分为以下几种⒈ 工业氢气生产方法:
启普发生器制氢气
⑴由煤和水生产氢气(生产设备煤气发生设备,变压吸附设备)
将水蒸气通过炽热的炭层:C+H2O(g)=高温=CO+H2(水煤气),再低温分离
⑵由裂化石油气生产(生产设备裂化设备,变压吸附设备,脱碳设备)
CH4=高温催化剂=C+2H2
⑶电解水生产(生产设备电解槽设备)
⑷工业废气。
⒉民用氢气生产方法:
⑴氨分解(生产设备汽化炉,分解炉,变压吸附设备)
⑵由活泼金属与酸(生产设备不锈钢或玻璃容器设备)
(3)强碱与铝或硅(生产设备充氢气球机设备)一般生产氢气球都用此方法。
Si+2NaOH+H2O=加热=Na2SiO3+2H2↑
(4)甲醇裂解(生产设备导热油炉,甲醇汽化裂解设备,变压吸附装置)一般用氢气量较大化工厂均用此方法。
CH3OH=高温催化=2H2↑+CO↑,低温分离
⒊试验室氢气生产方法:
硫酸与锌粒(生产设备:启普发生器)
4.其他
(1)由重水电解。
(2)由液氢低温精镏。
工业制法
一、电解水制氢 多采用铁为阴极面,镍为阳极面的串联电解槽(外形似压滤机)来电解苛性钾或苛性钠的水溶液。阳极出氧气,阴极出氢气。该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等,②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂,③制取多晶硅、锗等半导体原材料,④油脂氢化,⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。利用电解饱和食盐水产生氢气
如2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2↑+H2↑
二、水煤气法制氢 气用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O====CO+H2—热)。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体,再压入水中以溶去CO2,再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气,这种方法制氢成本较低产量很大,设备较多,在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇,还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。
㈡ 氢气制取方式有哪些
方法一、活泼金属与酸反应(稀硫酸或稀盐酸)
方法二、电解水
方法三、水煤气法(用碳与水蒸汽在高温下反应生成氢气和一氧化碳)
方法四、高效催化剂使水在常温下分解为氢气和氧气
方法五、甲烷在高温下分解为单质碳和氢气(分解生成的单质碳用途很大)
㈢ 实验室制取氢气的方法
实验室制取氢气的方法如下:
方法1:用锌与稀硫酸反应生成氢气,化学反应式:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(氢气),该法原理主要是利用金属活动性比氢强的锌单质与硫酸反应,置换出氢元素生成氢气,该方法是目前实验室制取氢气最常用的方式。
方法2:用锌与盐酸反应生成氢气,化学反应式:2Zn+2HCl=2ZnCl+H2(氢气),该法原理主要是利用金属活动性比氢强的锌单质与盐酸反应,置换出氢元素生成氢气。
总结:
实验室制取氢气主要有锌与稀硫酸反应、锌与盐酸反应、铝和氢氧化钠反应、电解水等方法。
㈣ 氢气有哪些制取方法
制取氢气的方法比较多,下面简单介绍:
第一、活泼金属与酸反应。比如实验室最常用的就是锌和稀硫酸反应:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
第二、水煤气技术,让水和煤在高温下反应,这也是化学工业上最主要的氢气来源之一,化肥厂合成氨的氢气来源,很大一部分就是水煤气技术:
C+H2O=CO+H2
第三,甲醇裂解,这种方法适用于对氢气纯度要求高的食品、制药等工业:
CH3OH=CO+2H2
第四,电解水:
2H2O=2H2+O2
㈤ 氢气制取方法
氢气的制取
实验步骤 :
向大试管中放入几粒锌,加入 5mL 稀硫酸,迅速盖紧单孔胶塞,将导管另一端深入水槽水面下,待气流平稳后用小试管收集产生的气体。将小试管用拇指堵住靠近火焰,检验生成气体的性质。把大试管中剩余液体导入蒸发皿中小心加热,使液体蒸发。冷却后观察蒸发皿中物质的色态。
反应原理:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ↑
注意事项:
1. 制取氢气选用的金属一般是锌和铁,凡是金属活动性在氢气前面的金属,都可用来制取氢气。
2. 制取氢气的酸溶液一般选用稀硫酸和稀盐酸。浓硫酸和浓、稀硝酸因氧化性太强,与金属反应不会产生氢气。
3. 因氢气密度小于空气密度,所以本实验必须采用向下排空气法或排水取气法
4. 用排空气法收集气体时,玻璃导管必须伸到容器底部,否则不能将空气排尽,收集不到纯净的气体。
工业生产氢气
工业上生产纯氢及将含氢气体提纯的主要方法有以下几种:
①电解法将水电解得氢气和氧气。氯碱工业电解食盐溶液制取氯气、烧碱时也副产氢气。电解法能得到纯氢,但耗电量很高,每生产氢气1m³,耗电量达21.6~25.2MJ。
②烃类裂解法此法得到的裂解气含大量氢气,其含量视原料性质及裂解条件的不同而异。裂解气深冷分离得到纯度90%的氢气,可作为工业用氢,如作为石油化工中催化加氢的原料。
③烃类蒸汽转化法烃类在高温和催化剂存在下,可与水蒸气作用制成含氢的合成气。为了从合成气中得到纯氢,可采用分子筛通过变压吸附除去其他气体;也可采用膜分离得到纯氢;用金属钯吸附氢气,可分离出氢气体积达金属的1000倍。
④炼厂气石油炼厂生产过程中产生的各种含氢气体,如催化裂化、催化重整、石油焦化等过程产生的含氢气体,以及焦炉煤气(含氢45%~60%)经过深冷分离,可得纯度较高的工业氢气。
㈥ 氢气是怎么制造出来的
方法有如下:
氢气的实验室制取方法:Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑ 。
氢气的工业制作法:
1、水煤气法(主要成分CO和H2), 反应原理:C + H2O = CO + H2 ,反应条件高温。
2、电解水的方法制氢气,反应原理:2HO = O2↑ + 2H2↑,反应条件通电 。
3、电解饱和食盐水,反应原理:2NaCl + 2H2O = 2NaOH + H2↑ + Cl2 ↑,反应条件通电。
这种纯度的氢气常供:
电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等;粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂;制取多晶硅、锗等半导体原材料;油脂氢化;双氢内冷发电机中的冷却气等。利用电解饱和食盐水产生氢气,如2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+Cl2↑+H2↑。