2022中考化学氢气工业制作法

氢气工业制作法

①水煤气法(主要成分CO和H2，C+H2O=高温=CO+H2)

②电解水的方法制氢气

③电解饱和食盐水(2NaCl+2H2O=通电=2NaOH+H2↑+Cl2↑)[5]

原始制作法

原始氢气是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氢气，大部分分布在宇宙空间内和大的星球中，是恒星的核燃料，是组成宇宙中各种元素及物质的初始物质。地球上没有原始氢气因为地球的引力束缚不了它。只有它的化合物。

人造氢气生产方法

可分为以下几种

启普发生器制氢气

启普发生器制氢气

⒈ 工业氢气生产方法：

⑴由煤和水生产氢气(生产设备煤气发生设备，变压吸附设备)

将水蒸气通过炽热的炭层：C+H2O(g)=高温=CO+H2(水煤气)，再低温分离

⑵由裂化石油气生产(生产设备裂化设备，变压吸附设备，脱碳设备)

CH4=高温催化剂=C+2H2

⑶电解水生产(生产设备电解槽设备)

⑷工业废气。

⒉民用氢气生产方法：

⑴氨分解(生产设备汽化炉，分解炉，变压吸附设备)

⑵由活泼金属与酸(生产设备不锈钢或玻璃容器设备)

(3)强碱与铝或硅(生产设备充氢气球机设备)一般生产氢气球都用此方法。

Si+2NaOH+H2O=加热=Na2SiO3+2H2↑

(4)甲醇裂解(生产设备导热油炉，甲醇汽化裂解设备，变压吸附装置)一般用氢气量较大化工厂均用此方法。

CH3OH=高温催化=2H2↑+CO↑，低温分离

⒊试验室氢气生产方法：

硫酸与锌粒(生产设备：启普发生器)

4.其他

(1)由重水电解。

(2)由液氢低温精镏。[6]

工业制法

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。这种纯度的氢气常供：①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等，②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂，③制取多晶硅、锗等半导体原材料，④油脂氢化，⑤双氢内冷发电机中的冷却气等。像北京电子管厂和科学院气体厂就用水电解法制氢。利用电解饱和食盐水产生氢气

如2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑

二、水煤气法制氢 气用无烟煤或焦炭为原料与水蒸气在高温时反应而得水煤气(C+H2O→CO+H2—热)。净化后再使它与水蒸气一起通过触媒令其中的CO转化成CO2(CO+H2O→CO2+H2)可得含氢量在80%以上的气体，再压入水中以溶去CO2，再通过含氨蚁酸亚铜(或含氨乙酸亚铜)溶液中除去残存的CO而得较纯氢气，这种方法制氢成本较低产量很大，设备较多，在合成氨厂多用此法。有的还把CO与H2合成甲醇，还有少数地方用80%氢的不太纯的气体供人造液体燃料用。像北京化工实验厂和许多地方的小氮肥厂多用此法。

三、由石油热裂的合成气和天然气制氢 石油热裂副产的氢气产量很大，常用于汽油加氢，石油化工和化肥厂所需的氢气，这种制氢方法在世界上很多国家都采用，在中国的石油化工基地如在庆化肥厂，渤海油田的石油化工基地等都用这方法制氢气 也在有些地方采用(如美国的Bay、way和Batan Rougo加氢工厂等)。

四、焦炉煤气冷冻制氢 把经初步提净的焦炉气冷冻加压，使其他气体液化而剩下氢气。此法在少数地方采用(如前苏联的Ke Mepobo工厂)。

五、电解食盐水的副产氢 在氯碱工业中副产多量较纯氢气，除供合成盐酸外还有剩余，也可经提纯生产普氢或纯氢。像化工二厂用的氢气就是电解盐水的副产。

利用电解饱和食盐水产生氢气：如2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+Cl2↑+H2↑

六、酿造工业副产

用玉米发酵丙酮、丁醇时，发酵罐的废气中有1/3以上的氢气，经多次提纯后可生产普氢(97%以上)，把普氢通过用液氮冷却到—100℃以下的硅胶列管中则进一步除去杂质(如少量N2)可制取纯氢(99.99%以上)，像北京酿酒厂就生产这种副产氢，用来烧制石英制品和供外单位用。

七、铁与水蒸气反应制氢

3Fe+4H2O=高温=Fe3O4+4H2

但品质较差，此系较陈旧的方法现已基本淘汰

八、金属镁和水的反应制氢

Mg+H20--->Mg(oH)2+H2

通过某些矿物质的参与，镁会在冷水中缓慢均衡地反应，并生成丰富的氢气。

其他

工业上用水和红热的碳反应

C+H2O=高温=CO+H2

制取氢气的新方法

盛有氢气的集气瓶的放置方法

盛有氢气的集气瓶的放置方法

1.用氧化亚铜作催化剂并用紫外线照射从水中制取氢气。

2.用新型的钼的化合物做催化剂从水中制取氢气。

3.用光催化剂反应和超声波照射把水完全分解的方法。

4.陶瓷跟水反应制取氢气。

5.生物质快速裂解油制取氢气。

6.从微生物中提取的酶制氢气。

7.用细菌制取氢气。

8.用绿藻生产氢气。

9.有机废水发酵法生物制氢气。

10.利用太阳能从生物质和水中制取氢气。

利用太阳能从生物质和水中制取氢气是最佳的制取氢气的方法。理由是太阳能能量巨大、取之不尽、用之不竭、而且清洁、无污染、不需要开采、运输。怎样制取氢气的成本就大大降低。

11.用二氧化钛作催化剂，在激光的照射下，让水分解成氢气和氧气.

12.硼和水蒸气在高温下反应制取氢气，化学方程式为2B+6H2O=高温=2H3BO3+3H2

新型制氢

氢作为一种清洁能源已被广泛重视，并普遍作为燃料电池的动力源，然而制取氢的传统方法成本高，技术复杂。美国研究人员日前开发出一种利用木屑或农业废弃物的纤维素制取氢的技术，有望解决氢制取费用高的难题。

来自美国弗吉尼亚理工大学、橡树岭国家实验室等机构的研究人员发表报告说，他们把14种酶、1种辅酶、纤维素原料和加热到32摄氏度左右的水混合，制造出纯度足以驱动燃料电池的氢气。

研究人员说，他们的“一锅烩”过程有不少进步，比如采用与众不同的酶混合物，还提高了氢气的生成速度。此外，除了把纤维素中分解出的糖转化为化学能量外，这一过程还可产出高质量的氢。

研究人员说，他们主要使用从木屑中分解的纤维素原料制取氢，不过也可以使用稻草、废弃的庄稼秆等。木屑或农业废弃物资源非常丰富，利用它们制取氢，不仅可降低制造成本，而且将大大扩大生产氢的原料资源。

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