工业上电解制氢气的方法是怎样的?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/16 15:04:05
制氢气的原理,设备以及材料

单质性质(氢)

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元素符号H,周期表IA族元素,原子序数1,相对原子质1.00794。氢是宇宙中最丰富的元素,占太阳总质量的四分之三上。星球内氢核聚变是辐射能量的来源,1 kg氢核聚变成氦核放出约6.3×1014J的能量,是供给地球上生物生存的最大能源,氢在地壳中的丰度很高,按原子组成占15.4%,但质量组成仅占0.15%,居第10位。在地球上和大气中,几乎不存在氢的单质;化合态氢主要存在于水和有机物中。自然界中氢有三种同位素:
核素 名称 相对原子质量 自然丰度/% 半衰期
氕 1.007825 99.985 稳定
氘 2.0140 0.0148 稳定
氚 3.01605 痕量 1226年

单质氢是双原子分子,常温下是无色、无臭、无味的气体,标准状况下密度为0.089 88g/l,是最轻的气体,可以填充氢气球。氢的沸点为—252.87℃,液态氢在-259.14℃时可转变为透明固体。临界温度-239.96℃,临界压力1297kPa。液氢有超导性。氢微溶于水,溶解度为21.4cm3/kg水(0℃)。氢可被某些金属(钯、铂)吸附,被吸附后的氢气有很强的化学活泼性。
氢在常温下不易解离,但可用合适的催化剂使之活化。在高温下,氢是高度活泼的,具有可燃性。氢与氧、氯、空气均可组成爆鸣气,在使用时必须进行纯度的检验。氢具有还原性,可以和许多金属氧化物、卤化物等在加热情况下发生反应,用于制取高纯金属,但对于能吸附氢的金属不宜采用。在适当温度及催化条件下,氢可和一氧化碳合成一系列有机化合物,也可使不饱和烃经过加成反应转变成饱和烃。
氢气是重要的工业原料,氢和氮在高温、高压、催化剂存在下可直接合成氨;石油工业上许多工艺过程,如加氢裂化、加氢精制、加氢脱砬、催化加氢等需用氢气。氢气在氧气中燃烧可制盐酸,和一氧化碳可合成甲醇;冶金工业可利用氢气提炼贵重金属。氢气又是未来的新能源。氢的燃烧热为142.9KJ/kg,是汽油燃烧热的三倍,它的燃烧产