(2004?錦州)氫氣作為一種能源有很多優(yōu)點.如何用廉價的方法從水中獲得氫能源,是科學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)上面的內容解答以下各題:
(1)計算電解3.96g水消耗的電能;
(2)計算電解3.96g水生成氫氣的質量;(相對原子質量:H-1;O-16)
(3)已知氫氣的熱值為1.4×108J/kg,計算這些氫氣完全燃燒放出的熱量;
(4)請你根據(jù)以上計算,說明用電解水的方法大量地制備氫氣是否有實用價值?
(5)請你提出兩條用廉價方法以水為原料制取氫氣的設想.
【答案】
分析:本題是一道跨學科綜合題,要根據(jù)物理和化學兩方面的知識進行分析、判斷,從而得出正確的結論.例如,根據(jù)電解水的質量和化學方程式可以求出生成的氫氣的質量.
解答:解:(1)W=UIt=10V×2A×6×3600s=4.32×10
5J
(2)設3.96g水生成氫氣的質量為x
2H
2O
2H
2↑+O
2↑
36 4
3.96g x
x=
=0.44g
(3)Q=0.44×10
-3kg×1.4×10
8J/kg=6.16×10
4J;
(4)因為Q<W,所以此方法無實用價值;
(5)用太陽能分解水;研究合適的催化劑使水分解.
點評:解答本題要充分理解物理知識在化學中的作用,只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的判斷.