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  • 1 # 了不起的大聰明

    1、化學法:

    實驗室快速製取少量氫氣可用無機酸與鋅或其他活潑金屬如錫、鐵等反應。用金屬鋅與酸作用,由於試劑不純會使氫氣含有SO2、H2S、CO2、PH3和AsH3等雜質,因而需經過純化才能得到純淨的氫氣。

    2、電解法: 高純度的氫氣是用電解法制備的,用電解水的方法制氫氣,常用的是電解稀H2SO4溶液或稀NaOH溶液,但此法生產的氫氣過於昂貴。在電解飽和NaCl水溶液製備NaOH的工業生產中,H2是副產品。

    陰極: 2H2O + 2e-= H2↑ + 2OH-

    陽極: 4OH- =O2↑ + 2H2O + 4e-2.

    工業製備:

    (a) 用碳來還原水蒸氣製取氧氣,即:H2O(g) + C(s)=H2(g) + CO(g) 水煤氣可以用做工業燃料,此時H2與CO不必分離,為了製備H2,必須分離CO。具體分離方法是:

    用氧化鐵Fe2O3為催化劑,將水煤氣與水蒸氣一起透過紅熱的Fe2O3,CO就會轉變成CO2,然後在2×106Pa下用水洗滌CO2和H2的混合氣體,使CO2溶於水而分離出H2。 CO + H2 + H2O =CO2 + 2H2↑ 用煤來製取氫的方法,成本過於昂貴。

    (b) 在美國和其他天然氣豐富的國家裡,採用烴類裂解的方法制取氫。CH4=C + 2H2↑ 其他烴類,如石腦油和柴油也可以用作制氫原料。

    (c) 水蒸氣轉換法制取氫得到水煤氣,但必須分離出CO,方法繁瑣,不如用烴類直接裂解的方法。CH4(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) (d) 在石油化學工業中,由烷烴製取烯烴反應的副產物即氫氣。可直接用於合成氨或石油的精細加工等生產中。

    C2H6 CH2=CH2 + H2↑

    (e) 鹽型氫化物與水反應也可以製取氫氣:

    CaH2 + 2H2O =Ca(OH)2 + 2H2↑

    NaH + H2O =NaOH + H2↑

    (f) 也可以利用矽的兩性性質,令其與鹼反應制備氫氣:

    Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2↑

    Si + Ca(OH)2 + 2NaOH= Na2SiO2 + CaO + 2H2↑

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