初三化学氢气的知识归纳要点。

【专家解说】：氢气（Hydrogen）是世界上已知的最轻的气体。它的密度非常小，只有空气的1/14，即在标准大气压,0℃下,氢气的密度为0.0899g/L。所以氢气可作为飞艇的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇现多用氦气填充）。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。氢气主要用作还原剂。 1.可燃性 　　    温热氢气纯氢的引燃温度为400℃。 　　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=点燃=2H2O 　　这一反应过程中有大量热放出，火焰呈淡蓝色(实验室里用玻璃管看不出蓝色，看到的是黄色是由于玻璃中存在Na+的结果)。燃烧时放出热量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4.0%-74.2%时，点燃都会产生爆炸，这个体积分数范围叫爆炸极限。 　　用试管收集一试管氢气，将管口靠近酒精灯，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 堵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。 　　氢气在空气中燃烧会发出淡蓝色的火焰，其装置就是直接在玻璃尖管中点燃，那么我们真的能看到淡蓝色的火焰吗？ 　　在玻璃里，含钠离子，而钠离子的焰色却是黄色的，所以，用上述方法只能看到黄色的火焰，却不能看到淡蓝色的火焰。如果要实现淡蓝色的火焰，可采取以下方法： 　　方法一：用石英导管(天价，不适于普通中学的实验室) 　　方法二：用铜管(具有欺骗成分，因为铜元素的焰色为绿色，而且铜能导热，对用橡皮管连接铜管，点燃时会影响气密性) 　　方法三：由于黄色火焰是玻璃中的钠离子造成的，那么我们可以用类似于用焰色反应检验钾元素一样透过钴玻璃看火焰就可以排除钠的干扰了。 2.还原性 　　氢气与氧化铜反应，实质是氢气还原氧化铜中的铜元素，使氧化铜变为红色的金属铜。　 　　CuO+H2=加热=Cu+H2O　 　　CO+3H2=高温催化=CH4+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。还原剂具有还原性。 　　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、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。 　　此外，氢气与有机物的加成反应也体现了氢气的还原性，如 　　CH2=CH2+H2→CH3CH3 　　1.还原装置 　　　①试管口应略向下倾斜 　　②通入氢气的导管应伸入试管底部 　　③试管口不能用橡皮塞塞紧 　　④用酒精灯外焰加热 　　2.实验操作 　　①实验前应先通一会儿纯净的氢气，然后开始加热，防止爆炸 　　②实验结束后，先撤走酒精灯，继续通氢气，直至试管冷却为止。 编辑本段氢气的生产方法一 原始氢气生产方法 　　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。 二 人造氢气生产方法 　　可分为以下几种    启普发生器制氢气⒈ 工业氢气生产方法： 　　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） 　　⑵有裂化石油气生产（生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备） 　　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。 　　(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。 　　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。 编辑本段氢气的制取方法 　　    实验室制取氢气一、实验室制法 　　1.用锌与稀硫酸反应 　　Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 　　注意：这里不用盐酸是因为盐酸反应会挥发出氯化氢气体，制得的气体含有氯化氢杂质。　 　　2.用铝和氢氧化钠反应制取 　　　2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑ 二、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=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 　　二、水煤气法制氢 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。 　　三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在我国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用（如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等）。 　　四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用（如前苏联的Ke Mepobo工厂）。 　　五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。 　　利用电解饱和食盐水产生氢气 　　　如2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 　　六、酿造工业副产 　　用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢（97%以上），把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质（如少量N2）可制取纯氢（99.99%以上），像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。 　　七、铁与水蒸气反应制氢 　　但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰 　　其他 　　工业上用水和红热的碳反应 　　C+H2O=高温=CO+H2 　　用铝和氢氧化钠反应制取 　　　2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑