怎么获得氢气
方法如下:
1.在一个直径7.5厘米的玻璃杯中加入三分之四的水。
2.在水中加入一勺盐。盐可以帮助导电(尽管由于加入氯化物电解过程中会产生氯气,但是只要电流不是很大,那么杂质气体的量也不会很多)。
3.用一个纸板盖住玻璃杯。然后在纸板上间隔5厘米左右的分别插入两根30到60厘米长的电线,并且让电线的5到7厘米长的部分没入水中。
4.将电线的另一端和9伏电源的正负两极分别相连。很快你就会看到在水中的电线附近会有气泡产生,氢气在负极产生,氧气在正极产生。
5.如果想要制备大量的氢气或氧气,那么你可以视情况进行下面的步骤,否则只到第5步就可以了。你需要准备一个小容器(注射器最好)以及可以把容器倒置固定的东西(通常用胶带)。
6.把小容器沉没到玻璃杯中。不要把小杯子从水里拿出或者让小杯子的口朝上,而是让小容器倒置,使小容器的口和大杯的底部接触 (如果使用注射器的话,那么只需要把注射器前端小口插入水中,然后拉出芯杆,吸满水即可,之后直接跳到第9步)。
7.慢慢把小杯子向上拉,但不要离开水面。最后的效果是,小杯子突出在水面上,并且里面装满了水(压力的作用使得水留在了小杯子里面)。
8.用胶带、钳子等固定住小杯子。
9.把电线的正负极插入进小容器中。
10.当小容器里充满气体之后,就可以移开了。
安全性:由于使用电池进行电解,电流小,比较安全,可以让儿童尝试操作。
有很多种办法,简单地说,一种单质+一种化合物=一种化合物+一种单质。什么单质都可以,只要不与氢气发生反应既可。而化合物,只需含有氢即可,例如双氧水。
推荐:可以用高锰酸钾加二氧化锰加热制取氢气,且得到的气体纯度更高。
近年来,各国科学家研究出一些制取氢的新方法,我国科学家也试验出一些制取氢的新方法,现在把这些新方法的一部分介绍如下:
一.用氧化亚铜做催化剂从水中制氢气
通常,用电解水生产氢的方法比较昂贵。过去,也曾有人研究过用氧化亚铜催化剂从水中制取氢的方法,但在实验中氧化亚铜在阳光的作用下很容易还原成金属。日本研究人员发现,将氧化亚铜制成粉末,可以避免发生这个问题。他们的具体方法是,将0.5克氧化亚铜粉末添加入200立方厘米的蒸馏水中,然后用一盏玻璃灯泡中发出的460纳米~650纳米的可见光进行照射,在氧化亚铜催化剂的作用下,水分解成氢和氧。日本的研究人员利用这项技术共进行了30次实验,从分解的水中得到了不同比例的氢和氧。试验中发现,如果得到的氧的压力增加到500帕斯卡,水的分解过程就减慢。氧化亚铜粉末的使用寿命可达1900小时之久。东京技术研究所计划进一步研究如何提高氢的产生效率,同时研制能够在波长更长的可见光照射下发挥活性的催化剂,该研究所正在试验一种新的含铜铁合金的氧化物。
二、用新型的钼的化合物从水中制氢气
西班牙瓦伦西亚大学的两位科学家发明了一种低成本的从水中制取氢的方法。他们对催化转化器进行改造,使水分解时仅需很少的成本。他们用一种从钼中获取的化学产品做催化剂,而不使用电能。他们说,如果用氢作原料,从半升水中制得的氢足以使一辆小汽车行驶633公里。
三、用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法
60年代末,日本两位科学家发现二氧化钛经光(紫外线)照射可分解水的现象。他们本拟应用这一方法制氢,但由于氢和氧的生成量较少,在经济上不合算而中断了这一研究。最近,据《日本工业新闻》报道,日本明星大学元田久志教授等人同时使用光催化剂反应和超声波照射的方法把水完全分解。这种“超声波光催化剂反应”所以能使水完全分解,是由于在超声波的作用下,水可被分解为氢和双氧水,而双氧水经光催化反应又可分解成氧和氢。不过超声波照射和二氧化钛光催化剂虽然获得了完全分解水的结果,但氧的生成量却较少。在添加二氧化锰后,再用超声波照射,二氧化锰分解后的锰离子可溶解到溶液中,使双氧水产生大量的氧。
四、陶瓷跟水反应制取氢气
日本东京工业大学的科学家在300 ℃下,使陶瓷跟水反应制得了氢。他们在氩和氮的气流中,将炭的镍铁氧体(CNF)加热到300 ℃,然后用注射针头向CNF上注水,使水跟热的CNF接触,就制得氢。由于在水分解后CNF又回到了非活性状态,因而铁氧体能反复使用。在每一次反应中,平均每克CNF能产生2立方厘米~3立方厘米的氢气。
五、甲烷制氢气
1.日本京都大学教授乾智行用镍铂稀土元素氧化物多孔催化剂,使甲烷、二氧化碳和水生成了氢气。催化剂中镍、稀土元素氧化物和铂的组成比例为10:65:0.5。其制备过程是,先将镍、稀土元素氧化物等原料加热熔解,然后导入氨气,使熔解物成为凝胶状,再进行干燥、热处理。这种催化剂微粒孔径为2纳米~100纳米,具有很高的催化活性。乾智行教授将该催化剂装进反应塔,然后加入二氧化碳、甲烷和水蒸气。结果,在常压及550 ℃~600 ℃条件下,生成物为氢气和一氧化碳,升温至650 ℃,其转化率为80%;温度为700 ℃时,转化率几乎达到100%。
2.用C60作催化剂从甲烷制氢气
日本工业技术院物质工学工业技术研究所用C60作催化剂,从甲烷制得氢气。
在现阶段,C60在高温条件下才能发挥功能,不能立刻达到实用,必须加以改良,制成在低温条件下也能工作的节能催化剂。他们开发的催化剂,是在碳粉里掺10%的C60。在加热到1000 ℃的容器里,放入0.1克催化剂,以1分钟流入20毫升甲烷的速度作实验,结果90%的甲烷分解成氢和碳。C60用作催化剂,可用水洗净表面,除去附着的残存碳素,理论上可半永久使用。由于形状独特,粒子表面面积为活性炭的5倍到10倍,因而作催化剂用时功能较强。
六、从微生物中提取的酶制氢气
1.葡萄糖脱氧酶。美国橡树岑国家实验室从热原体乳酸菌中提取葡萄糖脱氧酶。热原体乳酸菌首先是在美国矿井中的低温干馏煤渣中发现的。葡萄糖脱氧酶在磷酸烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADP)的帮助下,能从葡萄糖中提取氢。在制取氢的过程中,NADP从葡萄糖中剥取一个氢原子,使剩余物质变成氢原子溶液。
2.氢化酶。这种酶是从曾在海底火山口附近发现的一种微生物中提取的。氢化酶的作用是使NADP携载的氢原子结合成氢分子,而NADP还原为它原来的状态继续再次被利用。除美国发现这种酶外,俄罗斯的科学家也在湖沼里发现了这种微生物。他们把这种微生物放在适合于它生存的特殊器皿里,然后将微生物产出的氢气收集在氢气瓶里。
七、从细菌制取氢气
1.许多原始的低等生物在其新陈代谢的过程中也可放出氢气。例如,许多细菌可在一定条件下放出氢气。日本已发现一种名为“红极毛杆菌”的细菌,就是制氢的能手。在玻璃器皿里,以淀粉作原料,掺入一些其他营养素制成培养液,就可以培养出这种细菌。每消耗5毫米淀粉营养液,就可以产生出25毫升的氢气。
2.美国宇航部门准备把一种光合细菌—红螺菌带到太空去,用它放出的氢气作为能源供航天器使用。
八、用绿藻生产氢气
科学家们已发现一种新方法,使绿藻按要求生产氢气。美国伯克利加州大学科学家说,绿藻属于人类已知的最古老植物之一,通过进化形成了能生活在两个截然不同的环境中的本领。当绿藻生活在平常的空气和阳光中时,它像其他植物一样具有光合作用。光合作用利用阳光,水和二氧化碳生成氧气和植物维持生命所需要的化学物质。然而当绿藻缺少硫这种关键性的营养成分,并且被置于无氧环境中时,绿藻就会回到另一种生存方式中以便存活下来,在这种情况下,绿藻就会产生氢气。科学家介绍,1升绿藻培养液每小时可以产生出3毫升氢气,但研究人员认为,绿藻生产氢气的效率至少可以提高100倍。
九、有机废水发酵法生物制氢气
最近,以厌氧活性溶液为生产原料的“有机废水发酵法生物制氢技术”在我国哈尔滨建筑大学通过中试研究验证。我国工程院院士李圭白教授介绍,该项研究在国内外首创并实现了中试规模连续非固定化菌种长期持续生物制氢技术,是生物制氢领域的一项重大突破,其成果处国际领先地位。生物制氢思路1966年提出,90年代受到空前重视。从90年代开始,德、日、美等一些发达国家成立了专门机构,制定了生物制氢发展计划,以期通过对生物制氢技术的基础性和应用性研究,在21世纪中叶实现工业化生产。但时至今日,研究进程并不理想,许多研究还都集中在细菌和酶固定化技术上,离工业化生产还有很大差距,迄今尚无一例中试结果。哈尔滨建筑大学的教授突破了生物制氢技术必须采用纯菌种和固定技术的局限,开创了利用非固定化菌种生产氢气的新途径,并首次实现了中试规模连续流长期持续产氢。在此基础上,他们又先后发现了产氢能力很高的乙醇发酵类型,发明了连续流生物制氢技术反应器,初步建立了生物产氢发酵理论,提出了最佳工程控制对策。该项技术和理论成果在中试研究中得到了充分验证:氢气产率比国外同类的小试研究高几十倍;开发的工业化生物制氢系统工艺运行稳定可靠,且生产成本明显低于目前广泛采用的水电解法。
在实验室中,通常用锌和稀硫酸反应制备氢气:
反应原理:利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应,置换出氢元素。
在工业生产中,由于要考虑设备耐受力和生产成本问题,通常用以下几种方法制取氢气:
水煤气法(主要成分CO和H2,C+H2O==高温==CO+H2)
电解水的方法制氢气(2H2O==通电==O2↑+2H2↑)
电解饱和食盐水(2NaCl+2H2O==通电==2NaOH+H2↑+Cl2↑)
扩展资料
在实验室中制取氢气时,有以下几点注意事项:
1、最好不用盐酸,因为该反应放热,盐酸会挥发出氯化氢气体,使制得的气体含有氯化氢杂质。Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
2、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时,会优先置换出水中的氢并生成相应的碱,且反应过于剧烈
3、选取的金属应与酸反应速率适中,产生气泡均匀
4、不能使用硝酸或浓硫酸,因为这两种酸具有强氧化性,反应将会生成NO2或SO2
参考资料百度百科-氢气
人工生产氢气,最为众所周知的方法莫过于电解水制氢。但是这种传统的方法并不经济,生产相当于一升汽油热量的氢气,至少需要消耗45度电能,况且人类电能本来已经非常缺乏。生产清洁的氢能源,关键在于能够寻找到一种没有污染耗能少的方法,从含氢最丰富的资源——水中提取出氢分子来。
在过去几十年里,研究人员都在寻找一些独特的催化剂,利用太阳的能量将氢气从水中提取出来。那些催化剂首先吸取太阳中的光子能量,然后利用这些能量加快水分子中氢原子和氧原子的裂解速度,而这两种原子反过来组成水分子的速度仍然很慢,所以最终有氢气和氧气从水中冒出来。这样的催化剂通常都是由一些无机物半导体材料制备而来的,譬如用在计算机芯片里面的硅元素。但是半导体催化剂的工作效率非常低,消耗的能量还是太多,根本不能进入真正的生产和生活领域。
现在,研究者们正在努力寻找一些能够更有效地吸取太阳能量的催化剂,使它们在原子间传送电子的能力更强大、速度更快。现在,这样的催化剂已经找到,不过它已经不是半导体类的无机物了,而是一种超级生物大分子,或者说巨型分子复合体。这种巨型分子复合体主要由两部分构成——分别称为分子的两种亚基,一部分负责从太阳光中吸收光子能量,另一部分负责获取自由电子。
以这种超级分子复合体为核心,可以组成一种利用日光能量将氢原子从水中提取出来的特殊装置。这种廉价高效的方法,可以获得大量的氢气用于驱动汽车、飞机、火车等,也可以用它们与空气中的氧气燃烧后生产清洁的水和能量,当然也可以用来制造燃料电池生产电能。
可以神奇组合的巨型分子
早在数年以前,科学家们就发现,含有金属元素钌的生物大分子对阳光的吸收效率非常高,并能够产生足够的能量将氧化态的氢元素还原成氢气产物。这个具体的化学过程就是:这种含有钌的大分子每次“吃饱”了光子以后,可以产生两个以上的电子,这些电子的能量将水分子裂解开来,就形成了单独的氢分子和氧原子。
最近科学家们创造的这种巨型分子由铑、钌、氯、碳、氮、氢等六种元素组成。这个巨型分子形状像一个长形的魔棒,它的两头是两个含有金属钌的亚基,用来捕捉太阳光子能量,产生自由电子;中心是含有金属铑的亚基,用来将钌亚基传来的能量(自由电子)裂解水分子间的化学键,从而分离出氢气;当然还有一个很重要的部分,那就是在这两个部位之间,有两个把它们联系起来的亚基,进行电子传输。这些亚基拆开以后可以独自完成自己的功能,当和其它的亚基组合起来后又可以完成新的更复杂的任务,这就像一些通用机械零件,通过不同的组装可以形成不同的机器,具有不同的功能,能完成不同的任务。
为了完成对这种神奇大分子的设计、制备以及使这种分子利用光能收集电子进入实用阶段,研究者们花费了整整十年的时间。现在,由于已经充分理解了这种巨型分子各部件的原理,要设计一套从水中抽取氢原子的系统不再是难事了。目前,研究者们仍然在继续调整这个巨型分子的计方案,使它的生产效率更高,使用过程更稳定。
这套巨型分子系统还可以通过安装具有新的功能的亚基,增加新的功能,从被裂解水分子中获取余下的部分——氧。除了裂解水以外,科学家们还相信,利用太阳能和这种巨型分子的设计思想,一些经济有效、功能多变的化学反应将出现在日常生活中,让人们能自己制造他们想要的化学产品。
用锌粒和稀硫酸反应或电解水
如果有专业设备 用电解水的发法
金属,与硫酸或者盐酸反应都可以
知道氢如何获得到吗?
最后将二氧化碳和氢气的混合气体加压(12~30大气压),经过水洗或用氨水吸收以除去二氧化碳,而分离出氢气.(4)从天然气、炼厂气(石油炼制厂的副产气体)、油田气等气体燃料中获得氢气.在这些燃料气体中都含有大量的碳氢化合物.在一定条件下,可以和水蒸气或氧气反应,生成一氧化碳和氢气.例如,以甲烷为主要...
目前制氢的方法有哪些?
2.甲醇重整制氢法,甲醇蒸汽重整制氢法是20世纪80年代国外发展起来的一种制氢技术,其投资低,建成快,无排放无污染,原料可获得性高。3.工业副产品制氢,焦炉煤气是采用变压吸附工艺制氢的工艺,从焦化工业副产物焦炉煤气中提取纯氢气,4.电解水制氢,传统的电解水也可以获得氢气,国内外利用电解水制氢的技术...
如何在生活中用简单的方法获得氢气
可以用锌和盐酸制取氢气,也可以用稀硫酸,同时产生硫酸锌。可以使用食醋和活泼金属反应的方式。比如食醋和镁反应。可以使用锌,废电池的外片外皮就是锌做的,可以将电池外壳分离下来,放入食醋之中,冒出的气泡就是氢气了 这种一般的五金店,商店都有卖。
氢气生产方法
需要用到导热油炉、甲醇裂解设备和变压吸附装置。在试验室内,硫酸与锌粒的反应,通过启普发生器可以制取氢气。此外,还有利用重水电解和液氢低温精馏等方法来获得氢气。总之,无论是工业生产还是实验室使用,都有相应的氢气生产技术,这些方法为我们提供了氢气这一重要资源的获取途径。
如何获得极纯的氢气
纯氢气制取方法有很多种:实验室制取 制取氢气的简易方法 ①反应原理(利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应,置换出氢元素)注意:1、钾、钙、钠等金属与稀酸反应时,会优先置换出水中的氢并生成相应的碱,且反应过于剧烈 2、选取的金属应与酸反应速率适中,产生气泡均匀 3、不能使用硝酸或浓硫酸...
初中化学制取氢气的公式有哪些?
H2SO4:这也是反应物,表示我们需要使用稀硫酸来进行反应。稀硫酸是一种常见的酸,可以通过许多方式获得。ZnSO4:这是生成物,表示在反应过程中会生成硫酸锌。硫酸锌是一种常见的盐,可以用于许多不同的应用。H2:这是另一个生成物,表示在反应过程中会生成氢气。氢气是一种非常轻的气体,可以用于填充...
如何收集氢气
问题一:如何在生活中用简单的方法获得氢气 1.可以把醋酸(家里的醋里就有不过浓度比较低)中加入铁 2.电解水,在负极上产生氢气 别的我想了再告诉你,假设你要采取以上的任何一个方法我可以给你提供技术支持 问题二:怎样收集制作出来的氢气 最安全的方法是排水法,在收集氢气的容器中装满水,然后...
怎样制造氢气?
我国自行开发的地下煤气化制水煤气获得廉价氢气的工艺已取得 阶段成果,具有开发前景,值得重视。(2)以天然气或轻质油为原料制取氢气 该法是在催化剂存在下与水蒸汽反应转化制得氢气。主要发生下述反应:CH4+H2O→CO+H2 CO+H2O→COZ+HZ CnH2h+2+Nh2O→nCO+(Zh+l)HZ 反应在800-820℃下...
获得气体的方法
获得气体的方法有多种,包括以下几种:1.化学方法:化学方法是通过化学反应获得气体的一种方法。常见的化学方法包括:化合物的分解:某些化合物在受热或受电解等条件下可以分解生成气体。例如,通过加热碳酸氢钠小苏打,可以产生二氧化碳气体。酸与金属的反应:酸与金属反应会产生氢气。例如,硫酸与锌反应,...
如何用电解法制备氧气和氢气
1、在一个直径7.5厘米的玻璃杯中加入三分之四的水。2、在水中加入一勺盐。3、用一个纸板盖住玻璃杯。4、将电线的另一端和9伏电源的正负两极分别相连。5、如果想要制备大量的氢气或氧气,那么你可以视情况进行下面的步骤,否则只到第5步就可以了。6、把小容器沉没到玻璃杯中。7、慢慢把小杯子...
农狐赛乐:[答案] 人工生产氢气,最为众所周知的方法莫过于电解水制氢.但是这种传统的方法并不经济,生产相当于一升汽油热量的氢气,至少需要消耗45度电能,况且人类电能本来已经非常缺乏.生产清洁的氢能源,关键在于能够寻找到一种没有污染耗能少的方法...
洛南县18846418493: 提取氢气有什么简单的方法? - ?
农狐赛乐: 你可以找一些生活中的碎铝屑.再找一些废酸,或者找氢氧化钠固体,配成浓溶液,将碎铝屑加入,都会制得大量的氢气.
洛南县18846418493: 怎样制造氢气? - ?
农狐赛乐: 你好,很高兴为你解答 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...
洛南县18846418493: 获取氢气的最佳途径是什么? - ?
农狐赛乐:[答案] 一般来说是用碳(或一氧化碳)还原水,成本比较电解水低 c+H20=H2+C0 C0+H20=H2+CO2
洛南县18846418493: 怎样提取氢气 - ?
农狐赛乐: 实验室方法: 1.电解水 2H2O=2H2+O2 2. 活泼金属与酸反应制取, 如 Mg+H2SO4=H2+MgSO4工业方法: 1. 水煤气法 H2O+C=H2+CO 2. 天然气制取 2CH4+O2=2CO+2H2
洛南县18846418493: 氢气怎样制成的 - ?
农狐赛乐: 氢气的制取分为实验室制法与工业制法. 实验室制法:1、较活泼金属与酸反应,如铁与稀盐酸、锌与稀硫酸等;2、电解水的方法可以制取氢气,但是要消耗大量的电能,所以只是能得到氢气,但是一般实验室制取时不用这方法.工业制法:高温条件下水与煤反应,得到水煤气(H2+CO),可得到氢气.由于氢气是一种清洁的燃料,所以也有人设想,用太阳光聚焦,高温分解水得到氢气,这种方法无污染,太阳光又取之不竭,所以很多科学家对这种方法很感兴趣.
洛南县18846418493: 如何简单的获得氢气? - ?
农狐赛乐: 2.为了提高收集速度可适当调高电压,虽然人体安全电压为36v,但因为需要经常在水中作业,而超过24v时,手会感觉明显不适,所以不建议电压超过24v. 3.卷成卷的铁网网格越密,收集速度越快(因为与水反映的面积越大),也可适当增大...
洛南县18846418493: 怎么才能获取氢分子氢气是如何变成液态氢气 - ?
农狐赛乐:[答案] 获取氢气途径:电解水制氢、氨分解制氢、天然气分解制氢、甲醇制氢等等 氢液化:低温冷却液化,通常有氦膨胀制氢、氢膨胀制氢等工艺 参考
洛南县18846418493: 如何制取氢气 - ?
农狐赛乐: 如果你是要自制氢气,我可以给你提供些办法.(但要制一立方可能要好几天呢,而且你把它存哪呢?) 电解纯水是很慢的.用自来水,溶解碳酸钠(纯碱),然后使用直流电进行电解.正氧负氢.电极上方盖杯子什么的都可以.这个方法我在...
洛南县18846418493: 怎么获得氢气 - ?
农狐赛乐: 在实验室中,通常用锌和稀硫酸反应制备氢气: 反应原理:利用金属活动性比氢强的金属单质与酸反应,置换出氢元素.在工业生产中,由于要考虑设备耐受力和生产成本问题,通常用以下几种方法制取氢气: 水煤气法(主要成分CO和H2,...