實驗室里通常用稀硫酸跟金屬鋅起反應(yīng)來制取氫氣,也可以用鹽酸代替硫酸,用鎂或鐵代替鋅來制取氫氣。
氫氣的實驗室制法:
| 化學(xué)藥品 | 鋅粒和稀硫酸 |
| 反應(yīng)原理 | Zn + H2SO4== ZnSO4+ H2↑ |
| 發(fā)生裝置 | 反應(yīng)物狀態(tài)為固態(tài)和液態(tài),反應(yīng)條件為室溫,可選擇實驗室制CO2的反應(yīng)裝置(或用過氧化氫溶液制氧氣的反應(yīng)裝置)![]() |
| 收集裝置 | 向下排空氣法或排水法![]() ![]() |
| 實驗步驟 | ①檢驗裝置的氣密性 ②裝鋅粒(注意將試管橫放,把鋅粒放入試管口,再慢慢豎起) ③把試管固定在鐵架臺上 ④加入稀硫酸 ⑤收集氣體 |
| 注意事項 | ①不能用濃H2SO4代替稀H2SO4,濃H2SO4具有強(qiáng)氧化性 ②不能用金屬活動性順序表中排在氫后面的金屬,如銅,也不能用排在氫前的金屬,如鈉,一般常用Zn、Al、Fe、Mg等。 ③長頸漏斗末端應(yīng)在液而以下,防止氫氣從長頸漏斗逸出 |
氫氣的工業(yè)制法:
| 制取方法 | 原理 | 優(yōu)缺點 |
| 電解水 | 2H2O 2H2↑+O2 | 優(yōu)點:得到氫氣純度高 缺點:耗能高 |
| 水煤氣 | C+H2O(g) CO+H2 | 優(yōu)點:成本低 缺點:需要設(shè)備多(需要除去CO中的雜質(zhì)) |
| 天然氣 | CH4 C+2H2 | 優(yōu)點:原料豐富 缺點:氫氣純度低 |
| 電解飽和食鹽水 | 2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑ | 優(yōu)點:是氯堿化工的副產(chǎn)品 缺點:純度低 |
| 理想模式:利用太陽能、高效催化劑分解水 | 2H2O 2H2↑+O2↑ | 優(yōu)點:不耗費電能、熱能,環(huán)保 缺點:人類未能尋找到高效催化劑,還未能實際應(yīng)用 |
相關(guān)初中化學(xué)知識點:氫氣的檢驗和驗滿
氫氣檢驗和驗滿方法:
1.檢驗:點燃待檢測的氣體,在火焰上方罩一個干燥的燒杯有水珠出現(xiàn),滴入澄清石灰水
不變渾濁,則證明有氫氣的存在
2.驗滿:一般使用排水法收集比較純凈的氫氣,可以根據(jù)液面的高度判斷。
向下排空氣法:把帶火星的木條放到瓶口,若有輕微的爆鳴聲,說明氫氣已滿。
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2H2↑+O2
CO+H2
2H2↑+O2↑