高純氫發(fā)生器為什么會出現(xiàn)返液現(xiàn)象？如何解決？哪位大哥可以幫忙，謝謝

熱心網(wǎng)友：氫氣（Hydrogen）是世界上已知的最輕的氣體。它的密度非常小，只有空氣的1/14，即在標準大氣壓,0℃下,氫氣的密度為0.0899g/L。所以氫氣可作為飛艇的填充氣體（由于氫氣具有可燃性，安全性不高，飛艇現(xiàn)多用氦氣填充）。灌好的氫氣球，往往過一夜，第二天就飛不起來了。這是因為氫氣能鉆過橡膠上人眼看不見的小細孔，溜之大吉。不僅如此,在高溫、高壓下,氫氣甚至可以穿過很厚的鋼板。同位素 在自然界中存在的同位素有: H1(氕piē）、H2(氘dāo，重氫)、H3(氚chuān,超重氫) 以人工方法合成的同位素有: 氫4、氫5、氫6、氫7別名、英文名 氘；Deuterium、Heavy hydrogen．毒性·安全防護 重氫無毒，有窒息性。 重氫有易燃易爆性，所以對此須引起足夠的重視。其它參見氫[編輯本段]發(fā)現(xiàn) 1766年由卡文迪許（H.Cavendish）在英國判明。 在化學史上，人們把氫元素的發(fā)現(xiàn)與“發(fā)現(xiàn)和證明了水是氫和氧的化合物而非元素”這兩項重大成就，主要歸功于英國化學家和物理學家卡文迪許（Cavendish，H.1731-1810）。18世紀的英國化學家卡文迪許 卡文迪許是一位百萬富翁，但他生活十分樸素，用自己的錢在家里建立了一座規(guī)模相當大的實驗室，一生從事于科學研究。曾有科學史家說：卡文迪許“是具有學問的人中最富的，也是富人當中最有學問的。”他觀察事物敏銳，精于實驗設計，所做實驗的結果都相當準確，而且研究范圍很廣泛，對于許多化學、力學和電學問題以及地球平均密度等問題的研究，都作出了重要發(fā)現(xiàn)。但他篤信燃素說，這使他在化學研究工作中走過一些彎路。他在五十年中只發(fā)表過18篇論文，除了一篇是理論性的外，其余全是實驗性和觀察性的。在他逝世以后，人們才發(fā)現(xiàn)他寫了大量很有價值的論文稿，沒有公開發(fā)表。他的這些文稿是科學研究的寶貴文獻，后來分別由物理學家麥克斯韋和化學家索普整理出版。 在化學史上，有一個與這些論文稿有關的有趣的故事。卡文迪許1785年做過一個實驗，他將電火花通過尋?？諝夂脱鯕獾幕旌象w，想把其中的氮全部氧化掉，產(chǎn)生的二氧化氮用苛性鉀吸收。實驗做了三個星期，最后殘留下一小氣泡不能被氧化。他的實驗記錄保存在留下的文稿中，后面寫道：“空氣中的濁氣不是單一的物質(zhì)（氮氣），還有一種不與脫燃素空氣（氧）化合的濁氣，總量不超過全部空氣的1/12.一百多年后，1892年，英國劍橋大學的物理學家瑞利（Ragleigh，L.1842-1919）測定氮的密度時，發(fā)現(xiàn)從空氣得來的氮比從氨氧化分解產(chǎn)生的氮每升重0.0064克，百思不得其解。化學家萊姆塞（Ramsay，W.1852-1916）認為來自空氣的氮氣里面能含有一種較重的未知氣體。這時，化學教授杜瓦（Dewar，J.1842-1923）向他們提到劍橋大學的老前輩卡文迪許的上述實驗和小氣泡之謎。他們立即把卡文迪許的科學資料借來閱讀，瑞利重復了卡文迪許當年的實驗，很快得到了小氣泡。萊姆塞設計了一個新的實驗，除去空氣中的水汽、碳酸氣、氧和氮后，也得到了這種氣體，密度比氮氣大，用分光鏡檢查后，肯定這是一種新的元素，取名氬。這樣，卡文迪許當年的工作在1894年元素氬的發(fā)現(xiàn)中起了重要作用。從這個故事可看出卡文迪許嚴謹?shù)目蒲凶黠L和他對化學的重大貢獻。1871年，劍橋大學建立了一座物理實驗室，以卡文迪許的名字命名，這就是著名的卡文迪許實驗室，它在幾十年內(nèi)，一直是世界現(xiàn)代物理學的一個重要研究中心。氫的發(fā)現(xiàn)和氫的性質(zhì)的研究 在18世紀末以前，曾經(jīng)有不少人做過制取氫氣的實驗，所以實際上很難說是誰發(fā)現(xiàn)了氫，即使公認對氫的發(fā)現(xiàn)和研究有過很大貢獻的卡文迪許本人也認為氫的發(fā)現(xiàn)不只是他的功勞。早在16世紀，瑞士著名醫(yī)生帕拉塞斯就描述過鐵屑與酸接觸時有一種氣體產(chǎn)生；17世紀時，比利時著名的醫(yī)療化學派學者海爾蒙特（van Helmont，J.B.1579-1644）曾偶然接觸過這種氣體，但沒有把它離析、收集起來。 波義耳雖偶然收集過這種氣體，但并未進行研究。他們只知道它可燃，此外就很少了解。1700年，法國藥劑師勒梅里（Lemery，N.1645-1715）在巴黎科學院的《報告》上也提到過它。最早把氫氣收集起來，并對它的性質(zhì)仔細加以研究的是卡文迪許。 1766年卡文迪許向英國皇家學會提交了一篇研究報告《人造空氣實驗》，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，進行研究。他發(fā)現(xiàn)一定量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。他還發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合后點燃會發(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，一定富含燃素；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。所以他認為這種氣體是從金屬中分解出來的，而不是來自酸中。他設想金屬在酸中溶解時，“它們所含的燃素便釋放出來，形成了這種可燃空氣”。他甚至曾一度設想氫氣就是燃素，這種推測很快就得以當時的一些杰出化學家舍勒、基爾萬（Kirwan，R.1735-1812）等的贊同。由于把氫氣充到膀胱氣球中，氣球便會徐徐上升，這種現(xiàn)象當時曾被一些燃素學說的信奉者們用來作為他們“論證”燃素具有負重量的根據(jù)。但卡文迪許究竟是一位非凡的科學家，后來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題，通過精確研究，證明氫氣是有重量的，只是比空氣輕很多。他是這樣做實驗的：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。 水的合成否定了水是元素的錯誤觀念，在古希臘：恩培多克勒提出，宇宙間只存在火、氣、水、土四種元素，它們組成萬物。從那時起直到18世紀70年代，人們一直認為水是一種元素。1781年，普利斯特里將氫氣和空氣放在閉口玻璃瓶中，用電火花引爆，發(fā)現(xiàn)瓶的內(nèi)壁有露珠出現(xiàn)。同年卡文迪許也用不同比例的氫氣與空氣的混合物反復進行這項實驗，確認這種露滴是純凈的水，表明氫是水的一種成分。這時氧氣業(yè)已發(fā)現(xiàn)，卡文迪許又用純氧代替空氣進行試驗，不僅證明氫和氧化合成水，而且確認大約2份體積的氫與1份體積的氧恰好化合成水（發(fā)表于1784年）。這些實驗結果本已毫無疑義地證明了水是氫和氧的化合物，而不是一種元素，但卡文迪許卻和普利斯特里一樣，仍堅持認為水是一種元素，氧是失去燃素的水，氫則是含有過多燃素的水。他用下式表示“易燃空氣”（氫）的燃燒： （水＋燃素）＋ （水－燃素）—→水 易燃空氣（氫） 失燃素空氣（氧） 1782年，拉瓦錫重復了他們的實驗，并用紅熱的槍筒分解了水蒸汽，明確提出正確的結論：水不是元素而是氫和氧的化合物，糾正了兩千多年來把水當做元素的錯誤概念。1787年，他把過去稱作“易燃空氣”的這種氣體命名為“H-ydrogne”（氫），意思是“產(chǎn)生水的”，并確認它是一種元素。[編輯本段]理化性質(zhì) 氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體（在各種氣體中，氫氣的密度最小。標準狀況下，1升氫氣的質(zhì)量是0.0899克，比空氣輕得多）。因為氫氣難溶于水，所以可以用排水集氣法收集氫氣。另外，在101千帕壓強下，溫度-252.87℃時，氫氣可轉(zhuǎn)變成無色的液體；-259.1℃時，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)生化學反應。但當條件改變時（如點燃、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的活性（特別是被鈀吸附）。金屬鈀對氫氣的吸附作用最強。 總結為： 分子式：H2 沸點：-252.77℃(20.38K) 密度：0.09kg/m3 相對分子質(zhì)量：2.016 生產(chǎn)方法：電解、裂解、煤制氣等 分子量： 4.032 三相點： -254.4℃ 液體密度(平衡狀態(tài)，-252.8℃)： 169kg/m3 氣體密度(101.325kPa，0℃)：0.0899kg/m3 比容(101.325kPa，21.2℃)： 5.987m3/kg 氣液容積比(15℃，100kPa)： 974L/L 壓縮系數(shù)： 壓力kPa 100 1000 5000· 10000 溫度℃ 15 50 1.0087 1.0008 1.0060 1.0057 1.0296 1.0296 1.0600 1.0555 臨界溫度： -234.8℃ 臨界壓力： 1664.8kPa 臨界密度： 66.8kg/m3 溶化熱(-254.5℃)(平衡態(tài))：48.84kJ/kg 氣化熱△Hv(-249.5℃)： 305kJ/kg 比熱容(101.335kPa，25℃，氣體)：Cp=7.243kJ/(kg·K) Cv=5.178kJ/(kK·K) 比熱比(101.325kPa，25℃，氣體)： Cp/Cv=1.40 蒸氣壓力(正常態(tài)，17.703)： 10.67kPa (正常態(tài)，21.621)： 53.33kPa (正常態(tài)，24.249K)： 119.99kPa 粘度(氣體，正常態(tài)，101.325kPa，0℃)：0.010lmPa·S (液體，平衡態(tài)，-252.8℃)：0.040mPa·s 表面張力(平衡態(tài)，-252.8℃)： 3.72mN/m 導熱系數(shù)(氣體101.325kPa，0℃)：0.1289w/(m·K) (液體，-252.8℃)：’ 1264W/(m·K) 折射系數(shù)nv(101.325kPa，25℃)： 1.0001265 空氣中的燃燒界限： 5%～75%(體積) 易燃性級別： 4 毒性級別：0 易爆性級別： 1 重氫在常溫常壓下為無色無嗅無毒可燃性氣體，是普通氫的一種穩(wěn)定同位素。它在通常水的氫中含0.0139%～0.0157%。其化學性質(zhì)與普通氫完全相同。但因質(zhì)量大，反應速度小一些。[編輯本段]氫氣分類標準 工業(yè)氫GB/T3634-1995 H2≥99.90%（優(yōu)等品） H2≥99.50%（一等品） H2≥99.00%（合格品） 純 氫 GB/T7445-1995 H2≥99.99% 高純氫 GB/T7445-1995 H2≥99.999% 超高純氫 GB/T7445-1995 H2≥99.9999% 氫氣的產(chǎn)生由水通電產(chǎn)生氫氣和氧氣[編輯本段]主要性能 高燃燒性，還原劑，液態(tài)溫度比氮更低a. 可燃性： 純氫的引燃溫度為400℃。 氫氣在空氣里的燃燒，實際上是與空氣里的氧氣發(fā)生反應，生成水。 2H2+O2=2H2O(點燃) 這一反應過程中有大量熱放出，火焰呈淡藍色。燃燒時放出熱量是相同條件下汽油的三倍。因此可用作高能燃料，在火箭上使用。我國長征3號火箭就用液氫燃料。 不純的H2點燃時會發(fā)生爆炸。但有一個極限，當空氣中所含氫氣的體積占混合體積的4％－74.2%時，點燃都會產(chǎn)生爆炸，這個體積分數(shù)范圍叫爆炸極限。 用試管收集一試管氫氣，然后用燃著木條放到試管口，如果聽到輕微的“噗”聲，表明氫氣是純凈的。如果聽到尖銳的爆鳴聲，表明氫氣不純。這時需要重新收集和檢驗。 如用排氣法收集，則要用拇指堵住試管口一會兒，使試管內(nèi)可能尚未熄滅的火焰熄滅，然后才能再收集氫氣（或另取一試管收集）。收集好后，用大拇指 堵住試管口移近火焰再移開，看是否有“噗”聲，直到試驗表明氫氣純凈為止。 氫氣在空氣中燃燒會發(fā)出淡藍色的火焰，其裝置就是直接在玻璃尖管中點燃，那么我們真的能看到淡藍色的火焰嗎？ 在玻璃里，含鈉離子，而鈉離子的焰色卻是黃色的，所以，用上述方法只能看到黃色的火焰，卻不能看到淡藍色的火焰。如果要實現(xiàn)淡藍色的火焰，可采取以下方法： 方法一：用石英導管(天價，不適于普通中學的實驗室) 方法二：用銅管(具有欺騙成分，因為銅元素的焰色為綠色，而且銅能導熱，對用橡皮管連接銅管，點燃時會影響氣密性) 方法三：由于黃色火焰是玻璃中的鈉離子造成的，那么我們可以用類似于用焰色反應檢驗鉀元素一樣透過鈷玻璃看火焰就可以排除鈉的干擾了。b.還原性 氫氣與氧化銅反應，實質(zhì)是氫氣奪取氧化銅中的氧生成水，使氧化銅變?yōu)榧t色的金屬銅。 CuO+H2=Cu+H2O(加熱) CO+3H2=CH4+H2O(催化劑) 在這個反應中，氧化銅失去氧變成銅，氧化銅被還原了，即氧化銅發(fā)生了還原反應。這種含氧化合物失去氧的反應，叫做還原反應。能奪取含氧化物里的氧，使它發(fā)生還原反應是的物質(zhì)，叫做還原劑。還原劑具有還原性。 根據(jù)氫氣所具有的燃燒性質(zhì)，它可以作為燃料，可以應用與航天、焊接、軍事等方面；根據(jù)它的還原性，還可以用于冶煉某些金屬材料等方面。 此外，氫氣與有機物的加成反應也體現(xiàn)了氫氣的還原性，如 CH2＝CH2+H2→CH3CH3 1）還原裝置 ①試管口應略向下傾斜 ②通入氫氣的導管應伸入試管底部 ③試管口不能用橡皮塞塞緊 ④用酒精燈外焰加熱 2）實驗操作 ①實驗前應先通一會兒純凈的氫氣，然后開始加熱 ②實驗結束后，先撤走酒精燈，繼續(xù)通氫氣，直至試管冷卻為止。 簡記為“兩先兩后，先通氫后上燈，先移燈后停氫?！盵編輯本段]氫氣的生產(chǎn)方法一 原始氫氣生產(chǎn)方法： 原始氫氣是宇宙大爆炸由原始粒子形成的氫氣，大部分分布在宇宙空間內(nèi)和大的星球中，是恒星的核燃料，是組成宇宙中各種元素及物質(zhì)的初始物質(zhì)。地球上沒有原始氫氣因為地球的引力束縛不了它。只有它的化合物。二 人造氫氣生產(chǎn)方法： 可分為以下幾種啟普發(fā)生器制氫氣 ⒈ 工業(yè)氫氣生產(chǎn)方法： ⑴由煤和水生產(chǎn)氫氣（生產(chǎn)設備煤氣發(fā)生設備，變壓吸附設備） ⑵有裂化石油氣生產(chǎn)（生產(chǎn)設備裂化設備，變壓吸附設備，脫碳設備） ⑶電解水生產(chǎn)（生產(chǎn)設備電解槽設備） ⑷工業(yè)廢氣。 ⒉民用氫氣生產(chǎn)方法： ⑴氨分解（生產(chǎn)設備汽化爐，分解爐，變壓吸附設備） ⑵由活潑金屬與酸（生產(chǎn)設備不銹鋼或玻璃容器設備） ⑵強堿與鋁或硅（生產(chǎn)設備充氫氣球機設備）一般生產(chǎn)氫氣球都用此方法。 ⒊試驗室氫氣生產(chǎn)方法： 硫酸與鋅粒（生產(chǎn)設備啟普發(fā)生器） 4.其他 (1)由重水電解。 (2)由液氫低溫精鎦。[編輯本段]氫氣的制取方法 實驗室制取氫氣一、實驗室制法 1.用強酸與活潑金屬反應，如Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 2.用堿金屬與水反應，如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑二、工業(yè)制法 1.利用電解飽和食鹽水產(chǎn)生氫氣，如2NaCl+2H2O=2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2.工業(yè)上用水和紅熱的碳反應 3.用鋁和氫氧化鈉反應制取: 2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑三、制取氫氣的新方法 盛有氫氣的集氣瓶的放置方法1.用氧化亞銅作催化劑從水中制取氫氣。 2.用新型的鉬的化合物從水中制取氫氣。 3.用光催化劑反應和超聲波照射把水完全分解的方法。 4.陶瓷跟水反應制取氫氣。 5.生物質(zhì)快速裂解油制取氫氣。 6.從微生物中提取的酶制氫氣。 7.用細菌制取氫氣。 8.用綠藻生產(chǎn)氫氣。 9.有機廢水發(fā)酵法生物制氫氣。 10.利用太陽能從生物質(zhì)和水中制取氫氣。 利用太陽能從生物質(zhì)和水中制取氫氣是最佳的制取氫氣的方法。理由是太陽能能量巨大、取之不盡、用之不竭、而且清潔、無污染、不需要開采、運輸。怎樣制取氫氣的成本就大大降低。 11.用二氧化鈦作催化劑,在激光的照射下,讓水分解成氫氣和氧氣.[編輯本段]氫氣的可燃性 在帶尖嘴的導管口點燃純凈的氫氣，觀察火焰的顏色。然后在火焰上方罩一個冷而干燥的燒杯，過一會兒，我們可以看到，純凈的氫氣在空氣里安靜地燃燒，產(chǎn)生淡藍色的火焰（氫氣在玻璃導管口燃燒時，火焰常略帶黃色）。用燒杯罩在火焰的上方時，燒杯壁上有水珠生成，接觸燒杯的手能感到發(fā)燙。 氫氣在空氣里燃燒，實際上是氫氣跟空氣里的氧氣發(fā)生了化合反應，生成了水并放出大量的熱。這個反應的化學方程式是： 2H2＋O2=2H2O(點燃) 取一個一端開口，另一端鉆有小孔的紙筒(或塑料筒等)，用紙團堵住小孔，用向下排空氣法收集氫氣，使紙筒內(nèi)充滿氫氣。把氫氣發(fā)生裝置移開，拿掉堵小孔的紙團，用燃著的木條在小孔處點火,注意有什么現(xiàn)象發(fā)生。(做這個實驗時，人要離得遠些，注意安全。) 我們可以看到，剛點燃時，氫氣安靜地燃燒，過一小會兒，突然聽到“砰”的一聲響，爆炸的氣浪把紙筒高高炸起。 實驗測定，空氣里如果混入氫氣的體積達到總體積的4％～74.2％，點燃時就會發(fā)生爆炸。這個范圍叫做氫氣的爆炸極限。實際上，任何可燃氣體或可燃的粉塵如果跟空氣充分混合，遇火時都有可能發(fā)生爆炸。因此，當可燃性氣體(如氫氣、液化石油氣、煤氣等)發(fā)生泄漏時，應杜絕一切火源、火星，禁止產(chǎn)生電火花，以防發(fā)生爆炸。 正是由于這個原因，我們在使用氫氣時，要特別注意安全。點燃氫氣前，一定要檢驗氫氣的純度。 用排水法收集一試管氫氣，用拇指堵住，移近火焰，移開拇指點火，如果聽到尖銳的爆鳴聲，就表明氫氣不純，需要再收集，再檢驗，直到響聲很小，只有“撲”的一聲才表明氫氣已純凈。如果用向下排空氣法收集氫氣，經(jīng)檢驗不純而需要再檢驗時，應該用拇指堵住試管口一會兒（以防點燃產(chǎn)生氫氣的試管）然后再收集氫氣檢驗純度，否則會發(fā)生爆炸的危險。因為剛檢驗過純度的試管內(nèi)，氫氣火焰可能還沒有熄滅，如果立刻就用這個試管去收集氫氣，氫氣火焰可能會點燃氫氣發(fā)生器里尚混有空氣的氫氣，使氫氣發(fā)生器發(fā)生爆炸。用拇指堵住試管口一會兒，就使試管內(nèi)未熄滅的氫氣火焰因缺氧氣而熄滅。 另外氫氣在氧氣過量和低溫有催化劑的條件下點燃可生成過氧化氫（H2O2）（氧氣化合價為1）[編輯本段]應用 氫是主要的工業(yè)原料，也是最重要的工業(yè)氣體和特種氣體，在石油化工、電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細有機合成、航空航天等方面有著廣泛的應用。同時，氫也是一種理想的二次能源（ 二次能源是指必須由一種初級能源如太陽能、煤炭等來制取的能源）。在一般情況下，氫極易與氧結合。這種特性使其成為天然的還原劑使用于防止出現(xiàn)氧化的生產(chǎn)中。在玻璃制造的高溫加工過程及電子微芯片的制造中，在氮氣保護氣氛中加入氫以去除殘余的氧。在石化工業(yè)中，需加氫通過去硫和氫化裂解來提煉原油。氫的另一個重要的用途是對人造黃油、食用油、洗發(fā)精、潤滑劑、家庭清潔劑及其它產(chǎn)品中的脂肪氫化。由于氫的高燃料性，航天工業(yè)使用液氫作為燃料。[編輯本段]主要用途及應用行業(yè) 用途：核研究、氘核加速器的轟擊粒子、示蹤劑。 應用行業(yè)： 石油精煉 浮法玻璃 電子 食品 化工生產(chǎn) 航天 汽車業(yè)[編輯本段]包裝、貯存和運輸 包裝方式：氫氣拖車/瓶組/鋼瓶 運輸方式：氫的貯運有四種方式可供選擇，即氣態(tài)貯運、液態(tài)貯運、金屬氫化物貯運和微球貯運。目前，實際應用的只有前三種，微球貯運方式尚在研究中。[編輯本段]安全注意事項 氫氣是一種無色、無嗅、無毒、易燃易爆的氣體，和氟、氯、氧、一氧化碳以及空氣混合均有爆炸的危險，其中，氫與氟的混合物在低溫和黑暗環(huán)境就能發(fā)生自發(fā)性爆炸，與氯的混合比為1：1時，在光照下也可爆炸。氫由于無色無味，燃燒時火焰是透明的，因此其存在不易被感官發(fā)現(xiàn)，在許多情況下向氫氣中加入乙硫醇，以便感官察覺，并可同時付予火焰以顏色。氫雖無毒，在生理上對人體是惰性的，但若空氣中氫含量增高，將引起缺氧性窒息。與所有低溫液體一樣，直接接觸液氫將引起凍傷。液氫外溢并突然大面積蒸發(fā)還會造成環(huán)境缺氧，并有可能和空氣一起形成爆炸混合物，引發(fā)燃燒爆炸事故。