1. 实验室制法:
1) 化学法:
实验室快速制取少量氢气可用无机酸与锌或其他活泼金属如锡、铁等反应。用金属锌与酸作用,由于试剂不纯会使氢气含有SO2、H2S、CO2、PH3和AsH3等杂质,因而需经过纯化才能得到纯净的氢气。
2) 电解法: 高纯度的氢气是用电解法制备的,用电解水的方法制氢气,常用的是电解稀H2SO4溶液或稀NaOH溶液,但此法生产的氢气过于昂贵。在电解饱和NaCl水溶液制备NaOH的工业生产中,H2是副产品。
阴极: 2H2O + 2e-= H2↑ + 2OH-
阳极: 4OH- =O2↑ + 2H2O + 4e-2. 工业制备: (a) 用碳来还原水蒸气制取氧气,即:H2O(g) + C(s)=H2(g) + CO(g) 水煤气可以用做工业燃料,此时H2与CO不必分离,为了制备H2,必须分离CO。具体分离方法是:
用氧化铁Fe2O3为催化剂,将水煤气与水蒸气一起通过红热的Fe2O3,CO就会转变成CO2,然后在2×106Pa下用水洗涤CO2和H2的混合气体,使CO2溶于水而分离出H2。 CO + H2 + H2O =CO2 + 2H2↑ 用煤来制取氢的方法,成本过于昂贵。
(b) 在美国和其他天然气丰富的国家里,采用烃类裂解的方法制取氢。CH4=C + 2H2↑ 其他烃类,如石脑油和柴油也可以用作制氢原料。
(c) 水蒸气转换法制取氢得到水煤气,但必须分离出CO,方法繁琐,不如用烃类直接裂解的方法。CH4(g) + H2O(g)=CO(g) + 3H2(g) (d) 在石油化学工业中,由烷烃制取烯烃反应的副产物即氢气。可直接用于合成氨或石油的精细加工等生产中。
C2H6 CH2=CH2 + H2↑
(e) 盐型氢化物与水反应也可以制取氢气:
CaH2 + 2H2O =Ca(OH)2 + 2H2↑
NaH + H2O =NaOH + H2↑
(f) 也可以利用硅的两性性质,令其与碱反应制备氢气:
Si + 2NaOH + H2O =Na2SiO3 + 2H2↑
Si + Ca(OH)2 + 2NaOH= Na2SiO2 + CaO + 2H2↑