主要性能

　　高燃燒性，還原劑，液態(tài)溫度比氮更低

　　a. 可燃性：

　　純氫的引燃溫度為400℃。

　　氫氣在空氣里的燃燒，實(shí)際上是與空氣里的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成水。

　　2H2+O2=2H2O（點(diǎn)燃）

　　這一反應(yīng)過(guò)程中有大量熱放出，火焰呈淡藍(lán)色。燃燒時(shí)放出熱量是相同條件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我國(guó)長(zhǎng)征3號(hào)火箭就用液氫燃料。

　　不純的H2點(diǎn)燃時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸。但有一個(gè)極限，當(dāng)空氣中所含氫氣的體積占混合體積的４％－７４.2%時(shí)，點(diǎn)燃都會(huì)產(chǎn)生爆炸，這個(gè)體積分?jǐn)?shù)范圍叫爆炸極限。

　　用試管收集一試管氫氣，然后用燃著木條放到試管口，如果聽(tīng)到輕微的“噗”聲，表明氫氣是純凈的。如果聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純。這時(shí)需要重新收集和檢驗(yàn)。

　　如用排氣法收集，則要用拇指堵住試管口一會(huì)兒，使試管內(nèi)可能尚未熄滅的火焰熄滅，然后才能再收集氫氣（或另取一試管收集）。收集好后，用大拇指 堵住試管口移近火焰再移開(kāi)，看是否有“噗”聲，直到試驗(yàn)表明氫氣純凈為止。

　　氫氣在空氣中燃燒會(huì)發(fā)出淡藍(lán)色的火焰，其裝置就是直接在玻璃尖管中點(diǎn)燃，那么我們真的能看到淡藍(lán)色的火焰嗎？

　　在玻璃里，含鈉離子，而鈉離子的焰色卻是黃色的，所以，用上述方法只能看到黃色的火焰，卻不能看到淡藍(lán)色的火焰。如果要實(shí)現(xiàn)淡藍(lán)色的火焰，可采取以下方法：

　　方法一：用石英導(dǎo)管（天價(jià)，不適于普通中學(xué)的實(shí)驗(yàn)室）

　　方法二：用銅管（具有欺騙成分，因?yàn)殂~元素的焰色為綠色，而且銅能導(dǎo)熱，對(duì)用橡皮管連接銅管，點(diǎn)燃時(shí)會(huì)影響氣密性）

　　方法三：用小試管，直接在小試管中加入鎂與硫酸，在試管口點(diǎn)燃（對(duì)于剛接觸化學(xué)的中學(xué)生，以他們的實(shí)驗(yàn)操作能力，對(duì)反應(yīng)如此劇烈的實(shí)驗(yàn)，似乎要求太高）

　　b. 還原性

　　氫氣與氧化銅反應(yīng)，實(shí)質(zhì)是氫氣奪取氧化銅中的氧生成水，使氧化銅變?yōu)榧t色的金屬銅。

　　CuO+H2=Cu+H2O（加熱）

　　CO+3H2=CH4+H2O（催化劑）

　　在這個(gè)反應(yīng)中，氧化銅失去氧變成銅，氧化銅被還原了，即氧化銅發(fā)生了還原反應(yīng)。這種含氧化合物失去氧的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)。能奪取含氧化物里的氧，使它發(fā)生還原反應(yīng)是的物質(zhì)，叫做還原劑。還原劑具有還原性。

　　根據(jù)氫氣所具有的燃燒性質(zhì)，它可以作為燃料，可以應(yīng)用與航天、焊接、軍事等方面；根據(jù)它的還原性，還可以用于冶煉某些金屬材料等方面。

 

氫氣的生產(chǎn)方法

　　一 原始?xì)錃馍a(chǎn)方法：

　　原始?xì)錃馐?/big>宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣，大部分分布在宇宙空間內(nèi)和大的星球中，是恒星的核燃料，是組成宇宙中各種元素及物質(zhì)的初始物質(zhì)。地球上沒(méi)有原始?xì)錃庖驗(yàn)榈厍虻囊κ`不了它。只有它的化合物。

　　二人造氫氣生產(chǎn)方法：
 

　　可分為以下幾種

　　⒈ 工業(yè)氫氣生產(chǎn)方法：

　?、庞?/big>煤和水生產(chǎn)氫氣（生產(chǎn)設(shè)備煤氣發(fā)生設(shè)備，變壓吸附設(shè)備）

　?、朴?/big>裂化石油氣生產(chǎn)（生產(chǎn)設(shè)備裂化設(shè)備，變壓吸附設(shè)備，脫碳設(shè)備）

　?、?/big>電解水生產(chǎn)（生產(chǎn)設(shè)備電解槽設(shè)備）

　　⑷工業(yè)廢氣。

　　⒉民用氫氣生產(chǎn)方法：

　?、虐狈纸猓ㄉa(chǎn)設(shè)備汽化爐，分解爐，變壓吸附設(shè)備）

　?、朴苫顡芙饘倥c酸（生產(chǎn)設(shè)備不銹鋼或玻璃容器設(shè)備）

　?、?/big>強(qiáng)堿與鋁或硅（生產(chǎn)設(shè)備充氫氣球機(jī)設(shè)備）一般生產(chǎn)氫氣球都用此方法。

　　⒊試驗(yàn)室氫氣生產(chǎn)方法：

　　鹽酸與鋅粒（生產(chǎn)設(shè)備啟普發(fā)生器）

　　4.其他

　　（1）由重水電解。

　　（2）由液氫低溫精鎦。

 

氫氣的制取方法

一、實(shí)驗(yàn)室制法

　　1.用強(qiáng)酸與活潑金屬反應(yīng)，如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

　　2.用堿金屬與水反應(yīng)，如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
 

二、工業(yè)制法

　　1.利用電解飽和食鹽水產(chǎn)生氫氣，如2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑

　　2.工業(yè)上用水和紅熱的碳反應(yīng)

　　3.用鋁和氫氧化鈉反應(yīng)制取:

　　2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

三、制取氫氣的新方法

　　1.用氧化亞銅作催化劑從水中制取氫氣。

　　2.用新型的鉬的化合物從水中制取氫氣。

　　3.用光催化劑反應(yīng)和超聲波照射把水*分解的方法。

　　4.陶瓷跟水反應(yīng)制取氫氣。

　　5.生物質(zhì)快速裂解油制取氫氣。

　　6.從微生物中提取的酶制氫氣。

　　7.用細(xì)菌制取氫氣。

　　8.用綠藻生產(chǎn)氫氣。

　　9.有機(jī)廢水發(fā)酵法生物制氫氣。

　　10.利用太陽(yáng)能從生物質(zhì)和水中制取氫氣。

　　利用太陽(yáng)能從生物質(zhì)和水中制取氫氣是*的制取氫氣的方法。理由是太陽(yáng)能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無(wú)污染、不需要開(kāi)采、運(yùn)輸。怎樣制取氫氣的成本就大大降低。

　　11.用*作催化劑,在激光的照射下,讓水分解成氫氣和氧氣.

 

氫氣的可燃性

　　在帶尖嘴的導(dǎo)管口點(diǎn)燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色。然后在火焰上方罩一個(gè)冷而干燥的燒杯，過(guò)一會(huì)兒，我們可以看到，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰（氫氣在玻璃導(dǎo)管口燃燒時(shí)，火焰常略帶黃色）。用燒杯罩在火焰的上方時(shí)，燒杯壁上有水珠生成，接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。　

　　氫氣在空氣里燃燒，實(shí)際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應(yīng)，生成了水并放出大量的熱。這個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式是：

　　2H2＋O2=2H2O（點(diǎn)燃）

　　取一個(gè)一端開(kāi)口，另一端鉆有小孔的紙筒（或塑料筒等），用紙團(tuán)堵住小孔，用向下排空氣法收集氫氣，使紙筒內(nèi)充滿氫氣。把氫氣發(fā)生裝置移開(kāi)，拿掉堵小孔的紙團(tuán)，用燃著的木條在小孔處點(diǎn)火,注意有什么現(xiàn)象發(fā)生。（做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，人要離得遠(yuǎn)些，注意安全。）

　　我們可以看到，剛點(diǎn)燃時(shí)，氫氣安靜地燃燒，過(guò)一小會(huì)兒，突然聽(tīng)到“砰”的一聲響，爆炸的氣浪把紙筒高高炸起。

　　實(shí)驗(yàn)測(cè)定，空氣里如果混入氫氣的體積達(dá)到總體積的4％～74.2％，點(diǎn)燃時(shí)就會(huì)發(fā)生爆炸。這個(gè)范圍叫做氫氣的爆炸極限。實(shí)際上，任何可燃?xì)怏w或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合，遇火時(shí)都有可能發(fā)生爆炸。因此，當(dāng)可燃性氣體（如氫氣、液化石油氣、煤氣等）發(fā)生泄漏時(shí)，應(yīng)杜絕一切火源、火星，禁止產(chǎn)生電火花，以防發(fā)生爆炸。

　　正是由于這個(gè)原因，我們?cè)谑褂脷錃鈺r(shí)，要特別注意安全。點(diǎn)燃?xì)錃馇?，一定要檢驗(yàn)氫氣的純度。

　　用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開(kāi)拇指點(diǎn)火，如果聽(tīng)到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗(yàn)，直到響聲很小，只有“撲”的一聲才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經(jīng)檢驗(yàn)不純而需要再檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該用拇指堵住試管口一會(huì)兒（以防點(diǎn)燃產(chǎn)生氫氣的試管）然后再收集氫氣檢驗(yàn)純度，否則會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

　　因?yàn)閯倷z驗(yàn)過(guò)純度的試管內(nèi)，氫氣火焰可能還沒(méi)有熄滅，如果立刻就用這個(gè)試管去收集氫氣，氫氣火焰可能會(huì)點(diǎn)燃?xì)錃獍l(fā)生器里尚混有空氣的氫氣，使氫氣發(fā)生器發(fā)生爆炸。用拇指堵住試管口一會(huì)兒，就使試管內(nèi)未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。

　　另外氫氣在氧氣過(guò)量和低溫有催化劑的條件下點(diǎn)燃可生成過(guò)氧化氫（H2O2）（氧氣化合價(jià)為1）

 

應(yīng)用

　　氫是主要的工業(yè)原料，也是zui重要的工業(yè)氣體和特種氣體，在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細(xì)有機(jī)合成、航空航天等方面有著廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，氫也是一種理想的二次能源（ 二次能源是指必須由一種初級(jí)能源如太陽(yáng)能、煤炭等來(lái)制取的能源）。在一般情況下，氫極易與氧結(jié)合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現(xiàn)氧化的生產(chǎn)中。在玻璃制造的高溫加工過(guò)程及電子微芯片的制造中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業(yè)中，需加氫通過(guò)去硫和氫化裂解來(lái)提煉原油。氫的另一個(gè)重要的用途是對(duì)人造黃油、食用油、洗發(fā)精、潤(rùn)滑劑、家庭清潔劑及其它產(chǎn)品中的脂肪氫化。由于氫的高燃料性，航天工業(yè)使用液氫作為燃料。

 

主要用途及應(yīng)用行業(yè)

　　用途：核研究、氘核加速器的轟擊粒子、示蹤劑。

　　應(yīng)用行業(yè)：

　　石油精煉

　　浮法玻璃

　　電子

　　食品

　　化工生產(chǎn)

　　航天

　　汽車業(yè)

 

包裝、貯存和運(yùn)輸

　　包裝方式：氫氣拖車/瓶組/鋼瓶
 

　　運(yùn)輸方式：氫的貯運(yùn)有四種方式可供選擇，即氣態(tài)貯運(yùn)、液態(tài)貯運(yùn)、金屬氫化物貯運(yùn)和微球貯運(yùn)。目前，實(shí)際應(yīng)用的只有前三種，微球貯運(yùn)方式尚在研究中。

 

安全注意事項(xiàng)

　　氫氣是一種無(wú)色、無(wú)嗅、無(wú)毒、易燃易爆的氣體，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險(xiǎn)，其中，氫與氟的混合物在低溫和黑暗環(huán)境就能發(fā)生自發(fā)性爆炸，與氯的混合比為1：1時(shí)，在光照下也可爆炸。氫由于無(wú)色無(wú)味，燃燒時(shí)火焰是透明的，因此其存在不易被感官發(fā)現(xiàn)，在許多情況下向氫氣中加入乙硫醇，以便感官察覺(jué)，并可同時(shí)付予火焰以顏色。氫雖無(wú)毒，在生理上對(duì)人體是惰性的，但若空氣中氫含量增高，將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣，直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢并突然大面積蒸發(fā)還會(huì)造成環(huán)境缺氧，并有可能和空氣一起形成爆炸混合物，引發(fā)燃燒爆炸事故。