Question

氫氣是有巨大發展前景的綠色能源．有人設想用電解水的方法制取氫氣，作為開發氫能源的一種途徑，并做了如下實驗，讓我們來考察實驗結果，看這樣做是否可行．
（1）實驗表明在電壓為220V、電流為2A的條件下，通電20min可以電解9g的水，求電解這些水所消耗的電能？
（2）已知氫氣熱值為2×10⁸J/kg，若使電解9g水所產生的氫氣完全燃燒，（注意水在通電的條件下可以產生氫氣和氧氣，切記、切記）則氫氣完全燃燒能產生多少熱量？
（3）根據以上計算結果分析，用這種電解水的方法開發氫能源是否可行，并說明理由．

Answer 1

解：（1）電解9g的水消耗的電能：W=UIt=220V×2A×20×60s=5.28×10⁵ J；
答：電解9g水所消耗的電能為5.28×10⁵ J；
（2）因為電解水生成的氫氣和氧氣的質量比為1：8，因此生成氫氣的質量：m=9g×=1g，
則完全燃燒1g氫氣產生的熱量：Q=mq=0.001kg×2×10⁸J/kg=2×10⁵ J；
答：氫氣完全燃燒能產生的熱量為2×10⁵ J．
（3）答：因為氫氣完全燃燒產生的能量小于電解水消耗的電能，因此用電解水的方法不可行．
分析：（1）直接利用W=UIt即可計算出消耗的電能；
（2）先根據電解水生成的氫氣和氧氣的質量比為1：8的關系求出氫氣的質量，然后利用Q=mq即可求出氫氣完全燃燒產生的熱量；
（3）比較氫氣完全然后放出的熱量和消耗的電能即可知道該方案是否可行．
點評：本題是一道物理化學綜合體，對電解水的實驗大家應該很熟悉，并結合物理知識進行解答；通過本題大家應該聯想到各學科都是相通的．