1. Какие способы получения водорода используют в промышленности?
В промышленности водород получают:
1) обработкой раскаленного угля водяным паром в специальных аппаратах - газогенераторах. В результате взаимодействия водяного пара с углеродом образуется так называемый водяной газ, состоящий из водорода и монооксида углерода:
С + Н2О = СО + Н2.
При обработке водяного газа водяным паром в присутствии железного катализатора монооксид углерода превращается в диоксид, который легко растворяется в воде при повышенном давлении или в растворах щелочей:
СО + Н2О = СО2 + Н2;
СО2 + Н2О = Н2СО3;
СО2 + 2 КОН = К2СО3 + Н2О;
2) конверсией (превращением метана с водяным паром, углекислым газом или смесью водяного пара и углекислого газа:
СН4 + Н2О = СО + 3 Н2;
СН4 + СО2 = 2 СО + 2 Н2;
3 СН4 + СО2 + 2 Н2О = 4 СО + 8 Н2.
Эти процессы протекают при температуре около 1000 град. С в присутствии катализатора на основе никеля с добавками оксидов магния, алюминия и других металлов. Полученная смесь может использоваться как сырье для производства различных органических веществ (метанола, альдегидов, углеводородов и др. ) или получения водорода (смесь обрабатывают водяным паром, как показано выше ;
2. Почему в лаборатории водород получают разложением воды с помощью электрического тока, а в промышленности этот способ используется редко?
Решение данного вопроса прежде всего связано с экономической эффективностью.
3. Перечислите свойства водорода, на основании которых он находит применение в различных областях деятельности человека.
Используется водород в производстве аммиака, метанола, хлороводорода, для гидрирования растительных жиров (при выработке маргарина, также для восстановления металлов (молибдена, вольфрама, индия из оксидов. Водород-кислородным пламенем (3000°С сваривают и режут тугоплавкие металлы и сплавы. Жидкий водород служит ракетным топливом.
При гидрогенизации угля и нефти бедные водородом низкосортные виды топлива превращаются в высококачественные.
Водород используют для охлаждения мощных генераторов электрического тока, а его изотопы находят применение в атомной энергетике.
4. Допиши химические реакции и укажи их тип:
1. 2H2O2 = 2Н2О+О2 - реакция разложения 6. 2HgO=2Hg+O2 - реакция зазложения
2. S + O2= SO2 - реакция соединения 7. 2Al + 3O2=2Al2O3 - соединения
3. 2Al + 6HCl= 2AlCl3+3H2 - реакция замещения 8. Zn + H2SO4=ZnSO4+H2- замещения
4. HgO + H2= Hg+H2O - реакция зам 9. PbO +H2 =Pb+H2O-замещения
5. H2 + Cl2= 2HCl - реакция соединения 10. 2Na +H2=2NaH - соединения