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水的合成否定了水是元素的错误观念在古希腊恩培多克勒提出宇宙间只存在火、气、水、土四种元素它们组成万物。从那时起直到18世纪70年代人们一直认为水是一种元素。1781年普利斯特里将氢气和空气放在闭口玻璃瓶中用电火花引爆发现瓶的内壁有露珠出现。同年卡文迪许也用不同比例的氢气与空气的混合物反复进行这项实验确认这种露滴是纯净的水表明氢是水的一种成分。这时氧气也已发现卡文迪许又用纯氧代替空气进行试验不仅证明氢和氧化合成水而且确认大约2份体积的氢与1份体积的氧恰好化合成水发表于1784年。这些实验结果本已毫无异议地证明了水是氢和氧的化合物,而不是一种元素。但卡文迪许却和普利斯特里一样仍坚持认为水是一种元素，氧是失去燃素的水，氢则是含有过多燃素的水。他用下式表示“易燃空气”氢的燃烧：

水+燃素+ 水燃素→水

易燃空气氢 失燃素空气氧

1782年拉瓦锡重复了他们的实验并用红热的枪筒分解了水蒸气明确提出正确的结论水不是元素而是氢和氧的化合物纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“Hydrogen”氢意思是“产生水的”并确认它是一种元素。

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M51内的氢气

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较小。标准状况下1升氢气的质量是0.0899克相同体积比空气轻得多。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。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。如氢气被钯或铂等金属吸附后具有较强的活性特别是被钯吸附。金属钯对氢气的吸附作用较强。当空气中的体积分数为4%-75%时遇到火源可引起爆炸。

氢气是无色的气体标准状况下密度是0.09克/升(较轻的气体)难溶于水。在-252 ℃,变成无色液体,-259 ℃时变为雪花状固体。

氢气常温下性质稳定在点燃或加热的条件下能多跟许多物质发生化学反应。

①可燃性可在氧气中燃烧2H₂+O₂=点燃=2H₂O化合反应

(点燃不纯的氢气要发生爆炸,点燃氢气前验纯)

H₂+Cl₂=点燃或光照=2HCl化合反应

②还原性(使某些金属氧化物还原)

H₂+CuO=△=Cu+H₂O置换反应

3H₂+Fe₂O₃=高温=2Fe+3H₂O置换反应

3H₂+WO₃=△=W+3H₂O置换反应

氢气起火应急处理

迅速撤离泄漏污染区人员至上风处并进行隔离严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器穿消防防护服。尽可能切断泄漏源。合理通风加速扩散。如有可能将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理修复、检验后再用。灭火方法切断气源。若不能立即切断气源则不允许熄灭正在燃烧的气体。喷水冷却容器可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。

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较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、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.硼和水在高温下反应制取氢气，化学方程式为2B+6H₂O=高温=2B(OH)₃+3H₂↑

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