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氫氣日常生活中有哪些

發布時間:2022-08-15 07:36:44

1. 生活中,氫氣的用途是

氫氣的用途很廣泛,例如,用它來充灌氣球;氫氣在氧氣中燃燒放出大量的熱,其火焰——氫氧焰的溫度達3000℃,可用來焊接或切割金屬。液態氫可作火箭或導彈的高能燃料。氫氣作為燃料具有資源豐富、燃燒發熱量高和污染少的特點。今後如能在利用太陽能和水製取氫氣的技術上有重大突破,氫氣將成為一種重要的新型燃料。氫氣還在冶金、化學工業等方面有著廣泛的應用。

2. 生活中有哪些地方使用了氫氣

氣球啊!!為了讓它飄起來,裡面充氫氣,由於氫氣密度比空氣輕,所以就飄起來了

3. 用途廣泛的氫能還有哪些方面

氫能的用途很廣泛,除了上文所說的用作燃料以外,也能用於發電,這主要是通過燃燒氫的方式來實現。目前,各種大型發電站,無論是水電、火電還是核電,都是把發出的電送往電網,再由電網輸送給用戶。但是,由於終端用戶的負荷不同,電網有時是高峰,有時是低谷。在用電高峰時期,經常會出現「電荒」,電力供不應求;在用電低谷時期,發出的電還有剩餘。

為了調節峰荷,電網中常常需要啟動既快又靈活的發電站,而氫能發電最適合扮演這個角色。利用氫氣和氧氣燃燒,組成氫氧發電機組。這種機組是火箭型內燃發動機配以發電機,結構簡單,維修方便,啟動迅速,要開即開,要停即停,不需要復雜的蒸汽鍋爐系統。在電網低負荷時,還可吸收多餘的電來進行電解水,生產氫和氧,以備高峰時發電用。這種調節作用對於電網運行是非常有利的。

另外,氫和氧還可以直接改變常規火力發電機組的運行情況,提高電站的發電能力。例如,氫氧燃燒組成磁流體發電,利用液氫冷卻發電裝置,進而提高機組功率等。更新的氫能發電方式是氫燃料電池,這是利用氫和氧(成空氣)直接經過電化學反應而產生電能的裝置。換句話說,就是水電解槽產生氫和氧的逆反應。

這種新型的發電方式已引起世界的關注。20世紀70年代以來,日本、美國等加緊研究各種燃料電池,現在已經進入商業性開發階段。日本已建立萬千瓦級燃料電池發電站,而美國有30多家廠商在開發燃料電池。德國、英國、法國、荷蘭、丹麥、義大利和奧地利等過也有20多家公司投入到燃料電池的研究中。

燃料電池理想的燃料是氫氣,因為它是電解制氫的逆反應。燃料電池的主要用途除了建立固定電站外,還特別適合做移動電源和車船的動力,因此也是今後氫能利用的孿生兄弟。

此外,氫能在人們的生產生活中也有著不可忽視的作用。氫氣在氧氣中燃燒放出大量的熱,其火焰——氫氧焰的溫度高達3000℃,可以用來焊接或切割金屬。氫氣還在冶金、化學工業等方面有著廣泛的應用。

氫能也廣泛應用在民用生活中。燃料電池發電系統在民用方面的應用主要有氫能發電、氫介質儲能與輸送以及氫能空調、冰箱等。其中有的已經得到實際應用,有的正在開發,有的尚處於探索之中。目前,美國、日本和德國已經有少量的家庭用質子交換膜燃料電池提供能源。居民家庭使用的燃料電池一般都在50千瓦以下,目前的燃料電池技術完全可以滿足居民家庭能源供應的需要。氫能進入家庭後,可以用作取暖的燃料。這主要是由於氫能的熱值高,而且遠遠高於其他燃料。氫燃燒後能夠放出更多的熱,是非常理想的供暖燃料。寒冷的冬天裡,我國各地,尤其是北方,基本上都依靠燃燒煤炭供暖。大規模燃燒煤炭會造成空氣中二氧化硫的含量驟增導致環境污染,危害人體健康。此外,二氧化硫與水結合還可能會形成酸雨。如果使用氫能取暖,氫氣燃燒的產物只有水,非常干凈,也就不會破壞環境。這樣人們就可以擺脫二氧化硫對大氣的污染了。

除了用於家庭取暖,氫能也可以作為做飯的燃料。目前城市居民主要用天然氣做飯,雖說天然氣是一種較好的能源,但它的主要成分是甲烷,甲烷燃燒後會產生溫室氣體二氧化碳。用氫氣作燃料,就能減少溫室氣體的排放量。

氫能進入家庭後,還可以解決生活污水的處理問題。我們洗衣服、洗手等生活廢水經過對某些離子的適當處理,可以作為製取氫氣的燃料。這不僅節約了水資源,還減少了廢水排出後的污染。將來人們完全可以在家中製取氫。人們只要打開自來水的開關,水流通過專門的機器,分解後就可以製成氫氣,這樣便可以隨時使用到清潔的氫能。氫氣在製取、燃燒和處理等多個環節都不會對環境產生影響,也就是說,氫能不僅能提高空氣質量,還能解決一系列的環境問題,因此是真正清潔的能源。

根據最新資料顯示,氫能在人類的生命延續中也發揮著巨大的作用。日本醫科大學太田成男教授等在分析氫對培養細胞的影響時發現,氫能夠清除一種氧化能力極強、對肌體有害的活性氧——氫氧根離子。活性氧被認為是導致細胞老化的原因之一。研究人員用老鼠做實驗,在試驗中,讓人為導致腦梗塞的一組實驗鼠吸入濃度為2%的氫氣,而對另一組不採取任何措施,研究氫氣是否可以防止活性氧導致的腦細胞老化死亡。結果顯示,吸入氫氣的實驗鼠腦細胞死亡的數量不到對比組的一半。這個發現為人們提供一個思路:可以利用氫製造出一種阻止人體細胞老化的特殊「葯物」,從而能夠延緩衰老。知識點

4. 知道化學中的氧,氮,氫氣的生活應用嗎 補充:氧氣,氮氣,氫氣,還有稀有氣體在生活有什麼應用

氧,醫院、氣焊
氫,氫氣球、太空梭
氮,密封食品保鮮、製冷
稀有氣體,氦用於飛艇,氖/氬/氪/氙用於照明、霓虹燈等.

5. 氫氣的作用用途是什麼

隨著人類對能源的需求量日益增長,化石燃料等不可再生能源面臨枯竭的危險,化石燃料對環境的影響也不容忽視。所以,開發和利用新能源成為越來越迫切的要求。
氫氣作為能源,越來越受到人們的關注。氫氣本身無毒,完全燃燒放出的熱量約為同質量甲烷的兩倍多(液氫完全燃焼約為同質量汽油的3倍),且燃燒後的產物為水(2H₂+O₂=點燃=
2H₂O),不污染空氣。所以,它被認為是理想的清潔,高能燃料。目前,作為高能燃料,液氫已應用於航天等領域;作為化學電源,氫氧燃料電池已經被應用,如用作汽車的驅動能源等。
目前,在生活和生產中大量使用氫能源還存在一定困難。由於氫氣的製取成本高和儲存困難,作為燃料和化學電源暫時還未能廣泛應用。隨著科技的發展,對氫能源的開發已取得了很大的進展,氫氣終將會成為主要的能源之一。

6. 氫能在生活中的應用

氫是重要工業原料,如生產合成氨和甲醇,也用來提煉石油,氫化有機物質作為收縮氣體,用在氧氫焰熔接器和火箭燃料中。在高溫下用氫將金屬氧化物還原以製取金屬較之其他方法,產品的性質更易控制,同時金屬的純度也高。廣泛用於鎢、鉬、鈷、鐵等金屬粉末和鍺、硅的生產。 由於氫氣很輕,人們利用它來製作氫氣球。(注意:目前出於安全考慮,一般用氦氣作為原料製造氫氣球。)氫氣與氧氣化合時,放出大量的熱,被利用來進行切割金屬。 利用氫的同位素氘和氚的原子核聚變時產生的能量能生產殺傷和破壞性極強的氫彈,其威力比原子彈大得多。 現在,氫氣還作為一種可替代性的未來的清潔能源,用於汽車等的燃料。為此,美國於2002年還提出了「國家氫動力計劃」。但是由於技術還不成熟,還沒有進行大批的工業化應用。2003年科學家發現,使用氫燃料會使大氣層中的氫增加約4~8倍。認為可能會讓同溫層的上端更冷、雲層更多,還會加劇臭氧洞的擴大。但是一些因素也可抵銷這種影響,如使用氯氟甲烷的減少、土壤的吸收、以及燃料電池的新技術的開發等。 氫是元素周期表中的第一號元素,元素名來源於希臘文,原意是「水素」。氫是由英國化學家卡文迪許在1766年發現,稱之為可燃空氣,並證明它在空氣中燃燒生成水。1787年法國化學家拉瓦錫證明氫是一種單質並命名。氫在地殼中的豐度很高,按原子組成佔15.4%,但重量僅佔1%。在宇宙中,氫是最豐富的元素。在地球上氫主要以化和態存在於水和有機物中。有7種同位素:氕、氘、氚等。 氫在通常條件下為無色、無味的氣體;氣體分子由雙原子組成;熔點-259.14℃,沸點-252.8℃,臨界溫度33.19K,臨界壓力12.98大氣壓,氣體密度0.0899克/升;水溶解度21.4厘米³/千克水(0℃),稍溶於有機溶劑。 在常溫下,氫比較不活潑,但可用合適的催化劑使之活化。在高溫下,氫是高度活潑的。除稀有氣體元素外,幾乎所有的元素都能與氫生成化合物。非金屬元素的氫化物通常稱為某化氫,如鹵化氫、硫化氫等;金屬元素的氫化物稱為金屬氫化物,如氫化鋰、氫化鈣等。 氫是重要的工業原料,又是未來的能源,也是最清潔的燃料.

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7. 氫氣的應用領域

氫氣生物學效應
早在1975年就有人開展了氫氣治療腫瘤的研究,後來2001年才有法國學者將高壓氫用於治療肝臟寄生蟲感染的研究。早期的研究只能簡單地觀察氫氣被動物呼吸後的反應,顯然觀察結果證明氫氣對動物沒有產生顯著的影響。關於氫氣的生物學效應,最熱鬧地當然屬於潛水醫學,因為氫氣作為人類潛水呼吸的氣體被國際許多重要的潛水醫學研究單位深入研究,作為呼吸氣體的最重要前提是該氣體的安全性,就是不能對人體產生明顯的影響,包括在極端高壓下呼吸這種氣體。許多年的潛水醫學研究證明呼吸氫氣是非常安全的,但也同時給人們一種深刻印象,呼吸氫氣對人體是沒有明顯生物學效應的。2007年日本學者報道,動物呼吸2%的氫可有效清除強毒性自由基,顯著改善腦缺血再灌注損傷,採用化學反應、細胞學手段證明,氫溶解在液體中可選擇性中和羥自由基和亞硝酸陰離子。而後兩者是氧化損傷的最重要介質,體內缺乏他們的清除機制,是多種疾病發生的重要基礎。隨後他們又用肝缺血和心肌缺血動物模型,證明呼吸2%的氫可以治療肝和心肌缺血再灌注損傷。採用飲用飽和氫水可治療應激引起的神經損傷和基因缺陷氧化應激動物的慢性氧化損傷。美國匹茲堡大學器官移植中心學者Nakao等隨後證明,呼吸2%的氫可以治療小腸移植引起的炎症損傷,飲用飽和氫水可治療心臟移植後心肌損傷、腎臟移植後慢性腎病。國內第四軍醫大學謝克亮等的研究證明,呼吸氫氣能治療動物系統炎症、多器官功能衰竭和急性顱腦損傷。孫學軍等的研究也證明,呼吸2%的氫可以治療新生兒腦缺血缺氧損傷。隨後,孫學軍等成功制備了飽和氫注射液,並與國內40多家實驗室開展合作,先後發現該注射液對疼痛、關節炎、急性胰腺炎、老年性痴呆、慢性氧中毒、一氧化碳中毒遲發性腦病、肝硬化、脂肪肝、脊髓創傷、慢性低氧、腹膜炎、結腸炎、新生兒腦缺血缺氧損傷、心肌缺血再灌注損傷、腎缺血再灌注損傷和小腸缺血再灌注損傷等具有良好的治療作用。這些研究說明,氫是一種理想的自由基、特別是毒性自由基的良好清除劑,具有潛在的臨床應用前景。 1.氫是主要的工業原料,也是最重要的工業氣體和特種氣體,在石油化工、電子工業、冶金工業、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時,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能源如太陽能、煤炭等來製取的能源)。在一般情況下,氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用於防止出現氧化的生產中。在玻璃製造的高溫加工過程及電子微晶元的製造中,在氮氣保護氣中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業中,需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化。由於氫的高燃料性,航天工業使用液氫作為燃料。
2.用作合成氨、合成甲醇、合成鹽酸的原料,冶金用還原劑,石油煉制中加氫脫硫劑等 一、氫氣治療疾病的概況
2007年,Ohsawa的關於氫氣選擇性抗氧化和對大鼠腦缺血治療作用的報道是該領域具有開創意義的工作。雖然早在1975年和2001年就有關於氫氣抗氧化的報道,但2001年是研究呼吸800 kpa氫氣14天的效應,而2007年報道是呼吸2kpa氫氣不足1小時的效應,兩者分壓相差400倍,呼吸時間相差600倍,所以這絕對是完全不同性質的工作。該研究將大鼠中動脈臨時阻斷90分鍾(將一根縫合線插到大腦中動脈起始段),然後再灌流,這是經典的腦中風動物模型,類似腦缺血後再恢復血流的情況。在恢復血液供應前5分鍾開始給動物呼吸含氫氣1、2、4%的混合氣體35分鍾,結果發現動物腦組織壞死體積非常顯著地減少。日本學者將這種作用歸因於氫氣可以選擇性中和羥基自由基(羥基自由基是生物體毒性最強的自由基),盡管氫氣也可以中和亞硝酸陰離子,但作用比較弱。該文章發表後,迅速引起國際上的廣泛關注,大批臨床和基礎醫學學者迅速跟進,至2014年已經有63個疾病類型被證明可以被氫氣有效治療。每年氫氣生物學文章數量,如2007年3篇、2008年15篇、2009年26篇、2010年50篇、2011年63篇、2012年95篇,呈現爆發式增長。氫氣的分子效應可在多種組織和疾病存在,例如大腦、脊髓、眼、耳、肺、心、肝、腎、胰腺、小腸、血管、肌肉、軟骨、代謝系統、圍產期疾病和炎症等。在上述這些器官、組織和疾病狀態中,氫氣對器官缺血再灌注損傷和炎症相關疾病的治療效果最顯著,有4篇文章涉及到惡性腫瘤。
二、氫氣治療疾病的病理生理學機制
關於氫氣治療疾病病理生理學機制主流觀點仍是氫氣的選擇性抗氧化,在選擇性抗氧化基礎上,人們相繼證明氫氣對各類疾病過程中的氧化損傷,炎症反應、細胞凋亡和血管異常增生等具有治療作用。活性氧在各類心腦血管疾病如中風和心肌梗死、代謝性疾病如糖尿病動脈硬化等人類重要急性和慢性疾病的病理生理進程中扮演了重要角色,它是分子氧在還原過程中的中間產物,包括以氧自由基形式存在和非氧自由基形式存在的兩大類物質,其中氧自由基又包括羥自由基、超氧陰離子、一氧化氮、亞硝酸陰離子等物質。生理情況下,活性氧在體內不斷產生,也不斷被清除,處於動態平衡。但在缺血、炎症等病理狀態下,機體將產生大量的活性氧。其中,羥自由基和過氧亞硝基陰離子毒性較強,是細胞氧化損傷的主要介質。而一氧化氮、超氧陰離子和過氧化氫等物質毒性較弱,具有重要的信號轉導作用。既往在抗氧化損傷的治療中,還原性過強的葯物可能導致機體氧化- 還原狀態出現新的失衡。2007 年Ohsawa等人研究證實,氫氣能夠選擇性清除毒性較強的羥自由基和亞硝酸陰離子,而對其它具有重要生物學功能、毒性較低的活性氧影響不大,此即氫氣的選擇性抗氧化作用。該作用為抗氧化治療提供了新的思路。早在2001 年,Gharib等人報道吸入8 個大氣壓的氫氣對肝臟血吸蟲感染引起的炎症反應具有治療作用,他們認為氫氣與羥自由基直接反應是氫氣抗炎作用的基礎。2009 年Kajiya等人報道氫氣能明顯抑制葡聚糖硫酸鈉誘發的結腸炎症反應,減少受損結腸的炎症因子水平,減輕炎症的病理損傷,改善預後。氫氣的抗炎作用與其抑制活性氧產生、中和羥自由基、抑制促炎因子釋放有關。另外,巨噬細胞在炎症反應和免疫調節中起重要作用,氫氣對巨噬細胞的調節為其抗炎作用奠定了基礎。孫學軍等2008 年的研究發現,氫氣能減少大鼠缺血缺氧模型的組織損傷,呼吸低濃度的氫氣可時間依賴性地減少凋亡酶Caspase-3和Caspase-12 的活性,減少凋亡陽性細胞數量,研究提示氫氣的作用與減少Caspase 依賴性凋亡有關。Kubota等報道使用含氫氣的水滴眼具有抗角膜血管增生的作用。
三、氫氣對中樞神經系統疾病的治療作用
氫氣生物學效應發現以來,氫氣對以腦血管疾病為代表和以老年性痴呆為代表的中樞神經系統疾功能紊亂都具有明顯的保護作用。
氫氣對腦血管病的治療作用
Ohsawa等2007年報道的呼吸氫氣對大鼠左大腦中動脈阻斷模型的治療作用後。孫學軍等很快證明呼吸氫氣對新生兒窒息引起的缺血缺氧性腦損傷具有理想的治療作用,發現氫氣對缺血缺氧性腦損傷後神經細胞凋亡酶活性有抑製作用,凋亡酶活性下降導致神經細胞凋亡減少,使神經細胞壞死減少。從而減輕了腦損傷,保護了成年後的腦功能。氫氣對心臟停跳引起的腦損傷具有保護作用,這進一步肯定了氫氣對缺血缺氧性腦損傷的保護作用。衣達拉奉是唯一被批准用於中風治療的抗氧化葯物,和單純使用衣達拉奉相比,氫氣聯合使用衣達拉奉上述核磁共振檢測指標均獲得更好的改善。美國Loma Linda神經外科研究所和南京醫科大學、浙江大學附屬醫院神經外科等三家實驗室先後報道氫氣呼吸和注射氫氣生理鹽水對腦出血和珠網膜下腔出血引起的早期腦損傷、神經細胞壞死、腦水腫和血管痙攣等具有理想的保護作用。
氫氣對神經退行性疾病的治療作用
巴金森病是腦干神經核黑質內多巴胺神經元死亡引起的疾病,經常是許多其他神經退行性疾病如老年性痴呆的繼發表現。孫學軍等在模型制備前1周開始給動物隨意飲用氫氣飽和水,結果發現該治療可完全消除單側巴金森病症狀的發生。非治療組動物注射側多巴胺神經元數量比對照側減少到40.2%,而治療組僅減少到83%。即使在模型制備後3天開始給氫氣水治療,單側巴金森病症狀仍可以被抑制,但治療效果低於預先治療,神經元數量比對照側減少到76.3%。預先治療組動物在模型制備後48小時,紋狀體內代表多巴胺神經元末梢的酪氨酸羥化酶活性在模型對照組和治療組均顯著下降。Fujita等用MPTP誘導的小鼠巴金森病模型證明氫氣具有類似效應。研究結果表明,和其他如銀杏葉比較,氫氣具有更理想的治療效果。
四、氫氣對肝臟病的治療作用
氫氣在肝臟領域的應用研究十分突出,是早在2001年,法國潛水醫學領域就有學者希望證明氫氣的抗氧化作用,在馬賽法國著名飽和潛水設備公司COMEX SA的設備、技術和人員幫助下,他們開展了這一研究。讓感染了肝日本曼氏血吸蟲病的小鼠連續14天呼吸氫氧混合氣(氫氣濃度為87.5%,分壓為0.7 Mpa),觀察對小鼠肝臟功能、肝組織氧化損傷、纖維化和血液炎症反應等方面的影響,研究結果證明,連續呼吸高壓氫氣對肝臟血吸蟲病動物的肝組織損傷、炎症反應和後期的肝纖維化均有非常顯著的保護作用。Fukuda 等在2007 年製作了大鼠肝臟缺血再灌注的模型,通過對組織標本的HE 染色加MDA 加肝功能酶學檢測,發現氫氣療法對肝臟的缺血損傷有非常明顯的治療效果。2009 年時,哈佛大學口腔醫院的學者Kajiya 等在實驗中讓大老鼠喝下能產生氫氣的細菌,發現對伴刀豆球蛋白誘導的肝炎具有預防作用,如果用抗生素殺滅這些細菌,則抗肝炎的作用消失,這顯示了氫氣對肝炎的預防與治療作用。他們還證明,飲用氫氣飽和水對伴刀豆球蛋白誘導的肝炎具有類似的治療效果。同年,Tsai 等發現飲用富氫電解水可以保護小鼠四氯化碳誘導的肝臟損傷。中國學者孫漢勇等採用GalN/LPS,CCl4 和DEN 3 種肝損傷動物模型,通過檢測氫氣、活性氧水平,評價氧化損傷、細胞凋亡和炎性反應程度,發現腹腔注射氫氣生理鹽水對急性肝臟損傷、肝纖維化和肝臟細胞增生均具有顯著的抑製作用,同時細胞碉亡相關分子如JNK和caspase-3 活性下降,研究結果證明氫氣不僅能治療急性肝臟損傷,而且能治療肝硬化。劉渠等研究認為,腹腔注射氫氣生理鹽水通過提高肝臟抗氧化能力,抑制肝臟炎性反應能治療膽管阻塞後黃疸和肝損傷,這對臨床上的指導意義很大。對非酒精性脂肪肝的研究證明,長時間飲用氫氣水可以對抗高脂飲食引起的脂肪肝,不僅對肝臟功能、肝形態學如纖維化,而且對脂肪肝相關細胞內信號通路均有明顯的阻斷效應,該效果可以和傳統的治療脂肪肝的葯物吡格列酮(促進胰島素受體敏感性,降血脂)治療效果相嫣美。長期飲用氫氣水不僅可以對抗脂肪肝,而且可以顯著減少這種脂肪肝晚期轉化成肝癌的比例,也就是說可以減少脂肪肝發生肝癌的可能性。氫氣可以通過促進一種重要的信號分子FGF 21發揮減肥和治療脂肪肝的效果。氫氣在肝臟疾病的臨床研究十分缺乏,2012年韓國學者Kang 等對49例接受放射治療的惡性肝癌病人,採用隨機安慰劑對照方法,給病人在放射治療期間飲用一定量的金屬鎂制備的氫氣水,通過對生活質量進行評價,發現該氫氣水可顯著提高肝癌病人放射治療後的生活量,同時可以降低血液中氧化應激指標。氫氣作為一種選擇性抗氧化物質,氫對肝臟缺血、葯物性肝炎、膽管阻塞引起的肝硬化、脂肪肝等多種類型的肝臟疾病具有有效和明顯的治療作用。
五、氫氣的臨床研究進展
到2013年四月為至,先後有7個疾病臨床研究報道,分別是二型糖尿病、代謝綜合症、血液透析、炎症/線粒體肌肉病、腦幹缺血和放射治療副作用和系統性紅斑狼瘡。從世界衛生組織注冊的信息中可以發現,也有一些沒有發表論文的臨床研究。這些研究報告顯示氫氣在人體脂代謝和糖代謝中的關鍵的調節作用。 ①反應原理(利用金屬活動性比氫強的金屬單質與酸反應,置換出氫元素)
注意:
1、鉀、鈣、鈉等金屬與稀酸反應時,會優先置換出水中的氫並生成相應的鹼,且反應過於劇烈
2、選取的金屬應與酸反應速率適中,產生氣泡均勻
3、不能使用硝酸或濃硫酸,因為這兩種酸具有強氧化性,反應將會生成NO2或SO2
Zn+H2SO4(稀)===ZnSO4+H2↑;Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
②收集
1.排水集氣法(用於收集難溶於水的氣體)
優點:可以收集到較純凈的氣體 缺點:收集到的氣體較濕潤
2.向下排空氣法(用於收集密度比空氣小,不與空氣中成分反應的氣體),
優點:過程簡潔 缺點:收集到的氣體不純
③電解水實驗
電解就是將兩根金屬或碳棒(即電極)放在要分解的物質(電解質)中, 然後接上電源,使電流通過液 體。化合物的陽離子移到帶負電的電極(陰極),陰離子移到帶正電的電極(陽極),化合物分為二極。
用鋅與稀硫酸反應:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
注意:這里最好不用鹽酸是因為該反應放熱,鹽酸會揮發出氯化氫氣體,使製得的氣體含有氯化氫雜質。
用鋁和氫氧化鈉溶液反應製取:
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑
註:市場上零壓氫氣機就是根據鋁和氫氧化鈉反應制氫充球。因為是開放性,是一邊放料一邊充球,所以機內是無氣壓的,安全系數較高。 ①水煤氣法(主要成分CO和H2,C+H2O=高溫=CO+H2)
②電解水的方法制氫氣(2H2O=通電=O2↑+2H2↑)
③電解飽和食鹽水(2NaCl+2H2O=通電=2NaOH+H2↑+Cl2↑) 原始氫氣是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和大的星球中,是恆星的核燃料,是組成宇宙中各種元素及物質的初始物質。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。
人造氫氣生產方法
可分為以下幾種⒈ 工業氫氣生產方法:
⑴由煤和水生產氫氣(生產設備煤氣發生設備,變壓吸附設備)
將水蒸氣通過熾熱的炭層:C+H2O(g)=高溫=CO+H2(水煤氣),再低溫分離
⑵由裂化石油氣生產(生產設備裂化設備,變壓吸附設備,脫碳設備)
CH4=高溫催化劑=C+2H2
⑶電解水生產(生產設備電解槽設備)
⑷工業廢氣。
⒉民用氫氣生產方法:
⑴氨分解(生產設備汽化爐,分解爐,變壓吸附設備)
⑵由活潑金屬與酸(生產設備不銹鋼或玻璃容器設備)
(3)強鹼與鋁或硅(生產設備充氫氣球機設備)一般生產氫氣球都用此方法。
Si+2NaOH+H2O=加熱=Na2SiO3+2H2↑
(4)甲醇裂解(生產設備導熱油爐,甲醇汽化裂解設備,變壓吸附裝置)一般用氫氣量較大化工廠均用此方法。
CH3OH=高溫催化=2H2↑+CO↑,低溫分離
⒊試驗室氫氣生產方法:
硫酸與鋅粒(生產設備:啟普發生器)
4.其他
(1)由重水電解。
(2)由液氫低溫精鎦。
工業製法
一、電解水制氫 多採用鐵為陰極面,鎳為陽極面的串聯電解槽(外形似壓濾機)來電解苛性鉀或苛性鈉的水溶液。陽極出氧氣,陰極出氫氣。該方法成本較高,但產品純度大,可直接生產99.7%以上純度的氫氣。這種純度的氫氣常供:①電子、儀器、儀表工業中用的還原劑、保護氣和對坡莫合金的熱處理等,②粉末冶金工業中制鎢、鉬、硬質合金等用的還原劑,③製取多晶硅、鍺等半導體原材料,④油脂氫化,⑤雙氫內冷發電機中的冷卻氣等。像北京電子管廠和科學院氣體廠就用水電解法制氫。利用電解飽和食鹽水產生氫氣
如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
二、水煤氣法制氫 氣用無煙煤或焦炭為原料與水蒸氣在高溫時反應而得水煤氣(C+H2O→CO+H2—熱)。凈化後再使它與水蒸氣一起通過觸媒令其中的CO轉化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氫量在80%以上的氣體,再壓入水中以溶去CO2,再通過含氨蟻酸亞銅(或含氨乙酸亞銅)溶液中除去殘存的CO而得較純氫氣,這種方法制氫成本較低產量很大,設備較多,在合成氨廠多用此法。有的還把CO與H2合成甲醇,還有少數地方用80%氫的不太純的氣體供人造液體燃料用。像北京化工實驗廠和許多地方的小氮肥廠多用此法。
三、由石油熱裂的合成氣和天然氣制氫 石油熱裂副產的氫氣產量很大,常用於汽油加氫,石油化工和化肥廠所需的氫氣,這種制氫方法在世界上很多國家都採用,在中國的石油化工基地如在慶化肥廠,渤海油田的石油化工基地等都用這方法制氫氣 也在有些地方採用(如美國的Bay、way和Batan Rougo加氫工廠等)。
四、焦爐煤氣冷凍制氫 把經初步提凈的焦爐氣冷凍加壓,使其他氣體液化而剩下氫氣。此法在少數地方採用(如前蘇聯的Ke Mepobo工廠)。
五、電解食鹽水的副產氫 在氯鹼工業中副產多量較純氫氣,除供合成鹽酸外還有剩餘,也可經提純生產普氫或純氫。像化工二廠用的氫氣就是電解鹽水的副產。
利用電解飽和食鹽水產生氫氣:如2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+Cl2↑+H2↑
六、釀造工業副產
用玉米發酵丙酮、丁醇時,發酵罐的廢氣中有1/3以上的氫氣,經多次提純後可生產普氫(97%以上),把普氫通過用液氮冷卻到—100℃以下的硅膠列管中則進一步除去雜質(如少量N2)可製取純氫(99.99%以上),像北京釀酒廠就生產這種副產氫,用來燒制石英製品和供外單位用。
七、鐵與水蒸氣反應制氫
3Fe+4H2O=高溫=Fe3O4+4H2
但品質較差,此系較陳舊的方法現已基本淘汰
八、金屬鎂和水的反應制氫
Mg+H20--->Mg(oH)2+H2
通過某些礦物質的參與,鎂會在冷水中緩慢均衡地反應,並生成豐富的氫氣。
其他
工業上用水和紅熱的碳反應
C+H2O=高溫=CO+H2
製取氫氣的新方法
1.用氧化亞銅作催化劑並用紫外線照射從水中製取氫氣。
2.用新型的鉬的化合物做催化劑從水中製取氫氣。
3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。
4.陶瓷跟水反應製取氫氣。
5.生物質快速裂解油製取氫氣。
6.從微生物中提取的酶制氫氣。
7.用細菌製取氫氣。
8.用綠藻生產氫氣。
9.有機廢水發酵法生物制氫氣。
10.利用太陽能從生物質和水中製取氫氣。
利用太陽能從生物質和水中製取氫氣是最佳的製取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開采、運輸。怎樣製取氫氣的成本就大大降低。
11.用二氧化鈦作催化劑,在激光的照射下,讓水分解成氫氣和氧氣.
12.硼和水蒸氣在高溫下反應製取氫氣,化學方程式為2B+6H2O=高溫=2H3BO3+3H2 氫作為一種清潔能源已被廣泛重視,並普遍作為燃料電池的動力源,然而製取氫的傳統方法成本高,技術復雜。美國研究人員日前開發出一種利用木屑或農業廢棄物的纖維素製取氫的技術,有望解決氫製取費用高的難題。
來自美國弗吉尼亞理工大學、橡樹嶺國家實驗室等機構的研究人員發表報告說,他們把14種酶、1種輔酶、纖維素原料和加熱到32攝氏度左右的水混合,製造出純度足以驅動燃料電池的氫氣。
研究人員說,他們的「一鍋燴」過程有不少進步,比如採用與眾不同的酶混合物,還提高了氫氣的生成速度。此外,除了把纖維素中分解出的糖轉化為化學能量外,這一過程還可產出高質量的氫。
研究人員說,他們主要使用從木屑中分解的纖維素原料製取氫,不過也可以使用稻草、廢棄的莊稼稈等。木屑或農業廢棄物資源非常豐富,利用它們製取氫,不僅可降低製造成本,而且將大大擴大生產氫的原料資源。製法

8. 氫氣的用途有哪些

氫氣的用途有:

  1. 冶煉金屬

  2. 燃燒

  3. 燃料電池

  4. 人造黃油

  5. 食用油、洗發精

  6. 潤滑劑、家庭清潔劑及其它產品中的脂肪氫化

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與氫氣日常生活中有哪些相關的資料

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