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1766年卡文迪許向英國學(xué)會提交了一篇研究報(bào)告《人造空氣實(shí)驗(yàn)》講了他用鐵、鋅等與稀硫酸、稀鹽酸作用制得“易燃空氣”即氫氣并用普利斯特里發(fā)明的排水集氣法把它收集起來進(jìn)行研究。他發(fā)現(xiàn)的某種金屬分別與足量的各種酸作用所產(chǎn)生的這種氣體的量是固定的與酸的種類、濃度都無關(guān)。他還發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合后點(diǎn)燃會發(fā)生爆炸又發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣化合生成水從而認(rèn)識到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是由于他是燃素說的虔誠信徒按照他的理解這種氣體燃燒起來這么猛烈富含燃素硫磺燃燒后成為硫酸那么硫酸中是沒有燃素的而按照燃素說金屬也是含燃素的。所以他認(rèn)為這種氣體是從金屬中分解出來的而不是來自酸中。他設(shè)想金屬在酸中溶解時(shí)“它們所含的燃素便釋放出來形成了這種可燃空氣”。他甚至曾一度設(shè)想氫氣就是燃素這種推測很快就得以當(dāng)時(shí)的一些化學(xué)家舍勒、基爾萬（KirwanR.1735-1812）等的贊同。由于把氫氣充到氣球中氣球便會徐徐上升這種現(xiàn)象當(dāng)時(shí)曾被一些燃素學(xué)說的信奉者們用來作為他們“論證”燃素具有負(fù)重量的根據(jù)。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學(xué)家后來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題通過研究證明氫氣是有重量的只是比空氣輕很多。他是這樣做實(shí)驗(yàn)的先把金屬和裝有酸的燒瓶稱重然后將金屬投入酸中用排水集氣法收集氫氣并測體積再稱量反應(yīng)后燒瓶及內(nèi)裝物的總量。這樣他確定了氫氣的比重只是空氣的9%.但這些化學(xué)家仍不肯輕易放棄舊說鑒于氫氣燃燒后會產(chǎn)生水于是他們改說氫氣是燃素和水的化合物。

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M51內(nèi)的氫氣

氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體在各種氣體中氫氣的密度較小。標(biāo)準(zhǔn)狀況下1升氫氣的質(zhì)量是0.0899克相同體積比空氣輕得多。因?yàn)闅錃怆y溶于水所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外在101千帕壓強(qiáng)下溫度-252.87 ℃時(shí)氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體-259.1 ℃時(shí)變成雪狀固體。常溫下氫氣的性質(zhì)很穩(wěn)定不容易跟其它物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但當(dāng)條件改變時(shí)如點(diǎn)燃、加熱、使用催化劑等情況就不同了。如氫氣被鈀或鉑等金屬吸附后具有較強(qiáng)的活性特別是被鈀吸附。金屬鈀對氫氣的吸附作用較強(qiáng)。當(dāng)空氣中的體積分?jǐn)?shù)為4%-75%時(shí)遇到火源可引起爆炸。

氫氣是無色的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下密度是0.09克/升(較輕的氣體)難溶于水。在-252 ℃,變成無色液體,-259 ℃時(shí)變?yōu)檠┗罟腆w。

氫氣常溫下性質(zhì)穩(wěn)定在點(diǎn)燃或加熱的條件下能多跟許多物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

①可燃性可在氧氣中燃燒2H?+O?=點(diǎn)燃=2H?O化合反應(yīng)

(點(diǎn)燃不純的氫氣要發(fā)生爆炸,點(diǎn)燃?xì)錃馇膀?yàn)純)

H?+Cl?=點(diǎn)燃或光照=2HCl化合反應(yīng)

②還原性(使某些金屬氧化物還原)

H?+CuO=△=Cu+H?O置換反應(yīng)

3H?+Fe?O?=高溫=2Fe+3H?O置換反應(yīng)

3H?+WO?=△=W+3H?O置換反應(yīng)

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