既然氢化学性质很活泼那么金属氢就不能与空气接触不能在空气使用? 空气中化学性质不活泼的气体
物质的结构、性质、用途及保存方法之间有密切的联系,据此回答下列问题.(1)氢气具有可燃性,可以用做_
(1)氢气具有可燃性,可以用做燃料;
(2)氮气常用作保护气,体现了氮气的化学性质是稳定性;
(3)水和过氧化氢的化学性质不同,是因为它们的分子构成不同;
(4)浓硝酸保存在棕色瓶中(防止光照),由此得出浓硝酸具有的一点性质是光照易分解.
故答为:(1)燃料;(2)稳定性;(3)分子构成不同;(4)光照易分解.
简述氢气的物化性质及其危害性
1.氢气的物理性质:无色、无味、难溶于水的气体,是密度最小的气体。
2.氢气的化学性质 (1)可燃性:
①爆炸极限4%~74.2%。②验纯方法。
(2)还原性这个知识点中需注意氢气还原氧化铜实验中有关事项。
①装置要求:
A.盛CuO试管口要略向下倾斜。
B.通氢气的导气管位于试管上方,其末端位于CuO的上方,以利氢气与CuO充
分接触。
C.试管口不能用胶塞,有利于排出空气,避免气压增大、发生爆炸。 ②操作步骤应注意的事项:
A.氢气:早出晚归。其含义是实验前先通入H2以赶跑空气,以防爆炸,结束后
继续通H2至试管完全冷却,以防灼热的铜重新被氧化成氧化铜。即最先到,最后走,难道不是早出晚归吗?
B.酒精灯:迟到早退。 3.氢气的实验室制法:
(1)原料:活泼金属(Zn、Fe、Mg等)与某些酸溶液(如稀硫酸、盐酸等)。 (2)原理:金属与酸发生置换反应。
(3)装置:固体液不加热装置。专用装置:启普发生器。 (4)收集:向下排空气法或排水集气法。
请说明氢气的物理性质、化学性质
(1)氢气的物理性质:在通常情况下,氢气是无色、无味的气体,密度是最小的气体;难溶于水等;
(2)氢气的化学性质:①可燃性(用途:高能燃料;氢氧焰焊接,切割金属)
2H 2 +O 2
点燃
.
2H 2 O,氢气点燃前,要验纯;
②还原性(冶炼金属)H 2 +CuO
△
.
Cu+H 2 O 实验现象:黑色粉末变红色,试管口有水珠生成.
氢气的化学性质
氢气(Hydrogen)是世界上最轻的气体。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。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。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。
氢气标准
工业氢GB/T3634-1995
H2≥99.90%(优等品)
H2≥99.50%(一等品)
H2≥99.00%(合格品)
纯 氢 GB/T7445-1995
H2≥99.99%
高纯氢 GB/T7445-1995
H2≥99.999%
超高纯氢 GB/T7445-1995
H2≥99.9999%
物理性质
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。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。
总结为:
分子式:H2
沸点:-252.77℃(20.38K)
密度:0.09kg/m3
相对分子质量:2.016
生产方法:电解,裂解,煤制气等
主要性能:
高燃烧性,还原剂,液态温度比氮更低
a. 可燃性:
〔实验1〕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?
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
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,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(注)。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。
(注)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+O2=2H2O
如果氢气不纯,混有空气(或氧气),点燃时会怎样呢?
〔实验2〕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。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。
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3〕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,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?
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。
应用:
氢是主要的工业原料,也是最重要的工业气体和特种气体,在石油化工、电子工业、冶金工业、食品加工、浮法玻璃、精细有机合成、航空航天等方面有着广泛的应用。同时,氢也是一种理想的二次能源( 二次能源是指必须由一种初级能源如太阳能、煤炭等来制取的能源)。在一般情况下,氢极易与氧结合。这种特性使其成为天然的还原剂使用于防止出现氧化的生产中。在玻璃制造的高温加工过程及电子微芯片的制造中,在氮气保护气氛中加入氢以去除残余的氧。在石化工业中,需加氢通过去硫和氢化裂解来提炼原油。氢的另一个重要的用途是对人造黄油、食用油、洗发精、润滑剂、家庭清洁剂及其它产品中的脂肪氢化。由于氢的高燃料性,航天工业使用液氢作为燃料。
主要应用行业:
石油精炼
浮法玻璃
电子
食品
化工生产
航天
汽车业
包装:
氢气拖车/瓶组/钢瓶
贮存和运输:
氢的贮运有四种方式可供选择,即气态贮运、液态贮运、金属氢化物贮运和微球贮运。目前,实际应用的只有前三种,微球贮运方式尚在研究中。
安全环保注意:
氢气是一种无色、无嗅、无毒、易燃易爆的气体,和氟、氯、氧、一氧化碳以及空气混合均有爆炸的危险,其中,氢与氟的混合物在低温和黑暗环境就能发生自发性爆炸,与氯的混合比为1:1时,在光照下也可爆炸。氢由于无色无味,燃烧时火焰是透明的,因此其存在不易被感官发现,在许多情况下向氢气中加入乙硫醇,以便感官察觉,并可同时付予火焰以颜色。氢虽无毒,在生理上对人体是惰性的,但若空气中氢含量增高,将引起缺氧性窒息。与所有低温液体一样,直接接触液氢将引起冻伤。液氢外溢并突然大面积蒸发还会造成环境缺氧,并有可能和空气一起形成爆炸混合物,引发燃烧爆炸事故。