为什么制取氢气用稀硫酸而不用稀盐酸?
主要原因是盐酸易挥发,所以制取的H2中含有HCl杂质,稀H2SO4没有挥发性,制取的H2中几乎没有杂质。
反应原理:Zn + H2SO4=ZnSO4+H2(^)
硫酸很稳定,盐酸容易析出氯化氢气体。用稀硫酸制取氢气时,制得的氢气比较纯净;用稀盐酸制取氢气时,制得的氢气容易混杂氯化氢气体。另外,由于盐酸容易析出氯化氢气体,对操作环境不利。
综合考虑利弊后,实验室制取氢气一般用稀硫酸而不用稀盐酸。
制取氢气的方法有如下方法:
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。
二、水煤气法制氢
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,在我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。
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。
相同浓度下,稀硫酸氢离子浓度比稀盐酸高,反应更快,产氢气更多故而不用稀盐酸;
浓盐酸挥发出较多的氯化氢气体,使氢气纯度更低;
浓硫酸有强氧化性,与金属反应一般不放氢气,且比较危险,所以不用。
和浓硫酸反应,浓硫酸会体现强氧化性,产物为so2
zn
+
2h2so4==znso4
+
so2
+
2h2o
由金属活动顺序表可知,Zn的活泼性不高不低(刚刚好排在H前一点),使得与酸反应生成H2的速率合适,方便收集.
为什么用稀硫酸
在中学阶段最主要有3种酸
硫酸,盐酸和硝酸
其中盐酸受热易挥发,由于反应放热使hcl挥发影响产生H2的纯度
硝酸,就算是稀的硝酸也有很强的氧化性,也就是说它和Zn
反应主要生成NO和NO2
浓硫酸
如果要深度解释的话有挺多原因的,初中阶段还无法理解,只能说生成的硫酸锌覆盖在锌表面阻碍了继续的反应
故用稀硫酸
再说点题外话
当你做题目时要你选择一种酸反应
考虑顺序一定先是考虑能否用稀硫酸
有一句话
能用硫酸,不用盐酸,慎用硝酸
"
常温,浓硫酸还会使Fe,Al钝化(在其表面生成氧化膜,阻止内部的金属反应)不会象稀硫酸一样产生氢气
2楼说的完全错误
如果是强调“稀”的话,浓硫酸的硫酸根具有强氧化性,不能制取氢气,只能生成二氧化硫和水以及相应的硫酸盐。
如果单纯是强调硫酸的部分,氢离子可以氧化活泼性强于它的金属及其他某些还原剂,生成氢气。
以上,手工输入,望采纳。
补充:必须是化学性质,硫酸制取氢气是个化学变化,当然主要依靠化学性质(虽然不能说和物理性质毫无关系……),硬要说和盐酸对比的话,可能是物理性质,因为盐酸容易挥发,给造成生成物含有杂质,只有这么对比的时候说成是物理性质比较合理,不然酸制氢一定是化学性质!
故答案为:Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑;置换反应.
铜不与非氧化性酸反应
但可以和浓硫酸反应,这个反应比较复杂,主要是
2H2SO4+Cu=CuSO4+2H2O+SO2↑
加热条件下产物还有CuS,Cu2S,CuO,Cu2O等
至高中阶段知道主要的就够了