活泼氢试验，为什么需要干燥的试管

Question

如题所述

Answer 1

常温常压下，氢气是一种极易燃烧，无色透明、无臭无味的气体。氢气是世界上已知的密度最小的气体，氢气的质量只有空气的1/14，即在0 ℃时，一个标准大气压下，氢气的密度为0.0899 千克/立方米。所以氢气可作为飞艇、氢气球的填充气体（由于氢气具有可燃性，安全性不高，飞艇和气球现多用氦气填充）。氢气是相对分子质量最小的物质（其相对分子质量为2），主要用作还原剂。

氢气 (H₂) 最早于16世纪初被人工制备，当时使用的方法是将金属锌粒置于强酸（稀盐酸或稀硫酸）中。1766–1781年，亨利·卡文迪许发现氢元素，氢气在氧气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，并生成水(2H₂+O₂=2H₂O)，拉瓦锡根据这一性质将该元素命名为 “hydrogène”（“生成水的物质”之意，"hydro"是“水”，"gène"是“生成”）。19 世纪50 年代英国医生合信(B.Hobson）编写《博物新编》(1855 年）时，把"hydrogen"翻译为“轻”元素，意为最轻气体。

现在工业上一般从天然气或水煤气制氢气，而不采用高耗能的电解水的方法，也不采用实验室里用锌粒和稀硫酸制氢气的方法。制得的氢气大量用于石化行业的裂化反应和生产氨气。

氢气是无色并且密度比空气小的气体（在各种气体中，氢气的密度最小。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最强。当空气中的体积分数为4%-75%时，遇到火源，可引起爆炸。

氢气是无色无味的气体，标准状况下密度是0.09千克/立方米，是气体中重量最轻的，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——在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，过一会儿，我们可以看到，纯净的氢气在空气或纯净氧气里安静地燃烧，产生淡蓝色的火焰（氢气在玻璃导管口燃烧时，火焰常略带黄色）。用烧杯罩在火焰的上方时，烧杯壁上有水珠生成，接触烧杯的手能感到发烫。氢气在空气或纯氧里燃烧，实际上是氢气跟氧气发生了化合反应，生成了水并放出大量的热。

氢气是一种极易燃的气体，在空气中的体积分数为4%至75%时都能爆炸，叫做爆炸极限。取一个一端开口，另一端钻有小孔的纸筒（或塑料筒等），用纸团堵住小孔，用向下排空气法收集氢气，使纸筒内充满氢气和氧气的混合气体。把氢气发生装置移开，拿掉堵小孔的纸团，用燃着的木条在小孔处点火，刚点燃时，氢气在小孔处安静地燃烧，过一小会儿，突然听到“砰”的一声响，爆炸的气浪把纸筒顶部高高炸起。

实验测定，空气里如果混入氢气的体积达到总体积的4%～74.2%，点燃时就会发生爆炸。这个范围叫做氢气的爆炸极限。实际上，任何可燃气体或可燃的粉尘如果跟空气充分混合，遇火时都有可能发生爆炸。因此，当可燃性气体（如氢气、液化石油气、煤气等）发生泄漏时，应杜绝一切火源、火星，禁止产生电火花，以防发生爆炸。

用排水法收集一试管氢气，管口朝下，用拇指堵住，试管口移近火焰，移开拇指点火，如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯，需要再收集，再检验，直到响声很小，只有“扑”的一声或几乎无声才表明氢气已较为纯净。

纯净的氢气还可以在氯气中燃烧，产生苍白色的火焰，生成氯化氢气体。

氢气与氟气混合立刻爆炸，生成氟化氢气体。

②还原性(使某些金属氧化物还原)。

如果把试管里铺一薄层黑色的氧化铜，管口略向下倾斜，通入氢气，等试管里的空气排尽后，用酒精灯给氧化铜加热，反应完成后，停止加热，再继续通入一会儿氢气，直到试管冷却。可以看到氧化铜由黑色变为光亮的红色，变成了单质的金属铜，试管口有小液滴生成，说明反应生成水。

氢气还能和氧化铁、三氧化钨（钨除了单质零价外，常见的化合价主要为+6价，有时也显+4价如二氧化钨，二硫化钨）反应，分别生成金属铁和金属钨。

希望我能帮助你解疑释惑。