Question

氫氣作為一種能源有很多優(yōu)點(diǎn)．如何用廉價(jià)的方法從水中獲得氫能源，是科學(xué)家正在研究的新課題．有資料表明：在10V、2A的條件下，通電6h，可電解3.96g水．根據(jù)上面的內(nèi)容解答以下各題：
（1）計(jì)算電解3.96g水消耗的電能；
（2）計(jì)算電解3.96g水生成氫氣的質(zhì)量；（相對(duì)原子質(zhì)量：H-1；O-16）
（3）已知?dú)錃獾臒嶂禐?.4×10⁸J/kg，計(jì)算這些氫氣完全燃燒放出的熱量；
（4）請(qǐng)你根據(jù)以上計(jì)算，說(shuō)明用電解水的方法大量地制備氫氣是否有實(shí)用價(jià)值？
（5）請(qǐng)你提出兩條用廉價(jià)方法以水為原料制取氫氣的設(shè)想．

Answer 1

分析：本題是一道跨學(xué)科綜合題，要根據(jù)物理和化學(xué)兩方面的知識(shí)進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．例如，根據(jù)電解水的質(zhì)量和化學(xué)方程式可以求出生成的氫氣的質(zhì)量．

解答：解：（1）W=UIt=10V×2A×6×3600s=4.32×10⁵J
（2）設(shè)3.96g水生成氫氣的質(zhì)量為x
2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑
36       4
3.96g    x

36

4

=

3.96g

x

x=

4×3.96g

36

=0.44g
（3）Q=0.44×10^-3kg×1.4×10⁸J/kg=6.16×10⁴J；
（4）因?yàn)镼＜W，所以此方法無(wú)實(shí)用價(jià)值；
（5）用太陽(yáng)能分解水；研究合適的催化劑使水分解．

點(diǎn)評(píng)：解答本題要充分理解物理知識(shí)在化學(xué)中的作用，只有這樣才能對(duì)相關(guān)方面的問(wèn)題做出正確的判斷．