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什么是氢气?

发布时间: 2021-03-13  点击次数: 2227次

你知道世界上轻的气体是什么气体吗?它就是氢气,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。
氢气是一种很轻的气体
氢气有个爱“钻空子”的脾气。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。为什么氢气这么爱“钻空子”呢?想知道答案吗?通过以下的学习你就会得到你想要的答案。
那你知道为什么氢气球会在空中飘扬吗?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。
不知是否有同学知道氢气球是不能靠近火源的。又是否有同学知道这是为什么呢?学完氢气的化学性质后,我想大家就会明白的。
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。
a. 可燃性:
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?
如右图方法,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。

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