【选学】氢气在氯气中燃烧

按图 5－4 所示的方法，先在空气中点燃纯净的氢气，然后把导管伸进盛氯气的瓶里，观察火焰的颜色、瓶口出现的现象和手接触集气瓶的感觉。

纯净的氢气在氯气中也能安静地燃烧，产生苍白色火焰，同时放出大量的热。生成的氯化氢极易与空气中的水蒸气结合成酸雾。氯化氢的水溶液就是通常所说的盐酸。化学方程式如下：

H2+Cl2 2HCl

可见燃烧不一定要有氧气参加反应。任何发光发热的剧烈的化学反应都可以叫做燃烧。

如果氢气不纯，混有空气（或氧气等）点燃时，可能会怎样呢？

【观察与思考】

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，先按图 5-5a 收满氢气。把储存氢气的装置移开，拿掉堵小孔的纸团， 如 5-5b 图点燃氢气，观察发生的现象。

我们观察到，刚点燃时，氢气安静地燃烧，过一会儿，听见有嗡嗡声， 最后突然听到“砰”的一声爆炸，筒被高高弹起（图 5－5c）。你能解释上述现象吗？氢气和空气混合爆炸极限是 4.1％～74.2％（氢气的体积百分含量）。所以，在点燃氢气时必须十分注意安全。

怎样安全使用氢气呢？

十分重要的步骤是：在直接点燃或加热氢气前，一定要检验氢气的纯度， 只有确证氢气已经纯净后，方可点燃或加热由氢气发生装置导管中排出的或小口容器中的氢气。

具体的做法如下：

【观察与思考】

用排水法或向下排空气法收集一试管氢气。随后用拇指堵住管口，移近火焰，移开拇指点火（图 5－6），如果听到尖锐的爆鸣声，就表明氢气不纯。重复上面的实验，再检验，直到点燃试管中的氢气，只听到轻微的“噗”声， 才表明氢气已纯净。实验中必须注意，如果采用向下排空气法收集氢气，经检验不纯，应该用拇指堵住试管口一会儿，然后再收集氢气检验纯度。否则会发生危险。这是为什么？

1. 氢气具有还原性

氢气不但能跟氧气反应生成水，而且能跟某些氧化物起反应。现在用氢气跟氧化铜（CuO）的反应为例说明。

【观察与思考】

按图 5－7 所示方法和步骤进行实验，观察并思考下列问题：

装置中的试管口为什么要微微向下倾斜？实验开始，为什么要先通氢气

（图 5－7b），后加热氧化铜（图 5－7c）？反应完成停止加热后，为什么还要继续通入氢气，直到试管冷却（图 5－7d）？

由实验可见，氧化铜由黑色逐渐变为光亮红色的铜，同时管口有水滴生

成，即氢气和氧化铜反应生成了水和铜。在这个反应中，氢气夺取了氧化铜中的氧。像这种氧化物中的氧被夺去的反应属于还原反应。氢气夺取氧化物中氧的这个性质，称为氢气的还原性。在这个反应中，氧化铜失去氧称为被还原。

CuO+H2 Cu+H2O

氢气还能还原氧化钨（WO3）、氧化铁（Fe2O3）等金属氧化物。反应方程式如下：

WO3+3H2 W+3H2O Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O

氢气的用途

由于氢气是最轻的气体，它在点燃或加热的条件下具有可燃性和还原性，因而有广泛的用途（图 5－8）。