Question

氫氣作為一種能源有很多優點，如何用廉價的方法獲得氫能源是科學家正在研究的課題，有資料表明通電分解3.96g水需要消耗4.32×10⁵焦耳的電能．據此回答下列問題：
（1）若電解18g水可以得到2g氫氣，計算電解3.96g水可生成氫氣的質量．
（2）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，并比較說明用電解水的方法制備氫氣是否有實用價值．
（3）請提出一種你認為理想的獲取氫氣的廉價方法．

Answer 1

解：（1）設電解3.96g水可生成氫氣的質量為X則：
2H₂O2H₂↑+O₂↑
36 4
3.96g X
根據：解得X=0.44g；
（2）這些氫氣完全燃燒放出的熱量：0.44g×10^-3×1.4×10⁸J/kg=6.16×10⁴J，因為6.16×10⁴J＜4.32×10⁵焦耳，所以無實用價值；
（3）利用太陽能分解水或尋找高效催化劑使水分解，消耗的能量少，且無污染，屬于理想的獲取氫氣的廉價方法．
故答案為：0.44g；6.16×10⁴J，無實用價值；利用太陽能分解水或尋找高效催化劑使水分解（只要符合題意都可）．
分析：（1）設出氫氣的質量，根據3.96g水通過方程式列比例式進行計算；（2）根據氫氣的質量計算出釋放的熱值，再與通電分解3.96g水需要消耗4.32×10⁵焦耳的電能比較，進行分析；（3）根據制取氫氣消耗的能量少考慮．
點評：解答本題關鍵是要知道根據方程式計算的基本方法，知道理想的獲取氫氣的廉價方法．