Важнейшие соединения водорода и применение
Где водород встречается в связанном виде и зачем он нужен промышленности.
6. Важнейшие соединения водорода
| Соединение | Химические свойства и особенности |
|---|---|
| Гидриды (MeHx) Сильные восстановители, с.о. -1 |
Гидриды активных металлов мгновенно и бурно гидролизуются водой и кислотами с выделением водорода. Также они окисляются кислородом при нагревании:
1. Гидролиз (разрушение водой): выделяется щёлочь и водород
NaH + H2O → NaOH + H2↑2. Растворение в кислотах: образуется соль и водород
CaH2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2↑3. Окисление кислородом:
2NaH + O2 t°→ 2NaOH (или Na2O + H2O)CaH2 + O2 t°→ CaO + H2O |
| Вода (H2O) Амфотерный растворитель, с.о. +1 |
Вода проявляет свойства и кислот, и оснований:
С металлами (до H₂): вытеснение водорода
2K + 2H2O → 2KOH + H2↑
K + H₂O
 С основными оксидами активных металлов:
CaO + H2O → Ca(OH)2С кислотными оксидами:
SO3 + H2O → H2SO4С галогенами: реакция диспропорционирования
Cl2 + H2O → HCl + HClO
|
|
Кристаллогидраты: Это кристаллические соли, содержащие молекулы воды. Пример: медный купорос CuSO4·5H2O. Кристаллическую воду нужно всегда учитывать при решении задач на массы осадков и растворов!
|
|
Вопрос 1: Соединения водорода (Гидриды)
ПроверкаНапишите уравнения реакций гидрида кальция ($CaH_2$) с водой и соляной кислотой.
Ответ:
- $CaH_2 + 2H_2O \rightarrow Ca(OH)_2 + 2H_2\uparrow$
- $CaH_2 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + 2H_2\uparrow$
Пояснение: В ионных гидридах водород имеет степень окисления -1. При реакции с водой или кислотами он окисляется до простого вещества $H_2^0$.
7. Применение водорода
- Синтез химических веществ: производство огромных объемов аммиака (удобрения), получение хлороводорода, метанола.
- Топливо будущего: водород — сверхэкологичное топливо для автомобилей и ракет. Продукт его сгорания — чистая вода.
- Металлургия: водородом восстанавливают чистые тугоплавкие металлы из их оксидов (W, Mo, Re).
- Пищевая промышленность: гидрирование (насыщение водородом) жидких растительных масел позволяет получать твёрдые жиры (маргарин).
- Резка и сварка металлов: кислородно-водородное пламя дает очень высокую температуру (до 2800 °C).
Вопрос 1: Применение
ПроверкаДля чего водород применяют в пищевой промышленности и в металлургии?
Ответ: В металлургии — для восстановления металлов из оксидов (экологически чистый метод). В пищевой промышленности — для гидрирования жидких растительных жиров (производство маргарина).
8. Видео эксперименты
Рекомендуем посмотреть опыты с водородом на канале Thoisoi: