题目内容
【题目】氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：
（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点是_________(至少答出两点)。但是氢气直接燃烧的能量转换率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：____________。
（2）氢气可用于制备H2O2。已知：
H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1
O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH____0(填“＞”、“<”或“=”)。
（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是________。
a．容器内气体压强保持不变
b．吸收y mol H2只需1 mol MHx
c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v(放氢)＞v(吸氢)
（4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。
（5）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH
FeO42+3H2↑，工作原理如图1所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42，镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高，铁电极区会产生红褐色物质。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。
①电解一段时间后，c(OH)降低的区域在_______(填“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。
③c( Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2，任选M、N两点中的一点，分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因：_____________。
【答案】
（1）污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高（任写其中2个）；H2+2OH--2e-=2H2O
（2）＜
（3）ac
（4）光能转化为化学能
（5）①阳极室
②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低
③M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。
【解析】
试题分析：（1）与汽油相比，氢气作为燃料的优点有污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高等，碱性氢氧燃料电池的负极反应式为H2+2OH--2e-=2H2O，故答案为：污染小；可再生；来源广；资源丰富；燃烧热值高；H2+2OH--2e-=2H2O
(2)①H2(g)+A(l)=B(l) ΔH1，②O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l) ΔH2，两反应的ΔS＜0，根据ΔG=ΔHTΔS，因为均为两反应自发反应，因此ΔH均小于0，将①+②得：H2(g)+ O2(g)= H2O2(l)的ΔH=ΔH1+ΔH1＜0，故答案为：＜；
（3）MHx(s)+yH2(g)
MHx+2y(s) ΔH<0，该反应属于气体的物质的量发生变化的反应。a.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，正确；b.该反应为可逆反应，吸收y mol H2需要大于1 mol 的MHx，错误；c.降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，正确；d.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)＜v(吸氢)，错误；故选ac；
（4）利用太阳能直接分解水制氢，是将光能转化为化学能，故答案为：光能转化为化学能；
（5）①根据题意镍电极有气泡产生是氢离子放电生成氢气，铁电极发生氧化反应，溶液中的氢氧根离子减少，因此电解一段时间后，c(OH)降低的区域在阳极室，故答案为：阳极室；
②氢气具有还原性，根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，防止Na2FeO4与H2反应使产率降低，故答案为：防止Na2FeO4与H2反应使产率降低；
③根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，在M点，c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢，在N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低，故答案为：M点：c(OH-)低，Na2FeO4稳定性差，且反应慢(或N点：c(OH-)过高，铁电极上有氢氧化铁生成，使Na2FeO4产率降低)。
【题目】下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：
ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 | |
2 | ① | ② | ||||||
3 | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ||
4 | ⑨ | ⑩ |
（1）表中最活泼的金属是__________，单质能用作半导体材料的是__________，化学性质最稳定的是__________ （填写元素符号）。
（2）表中能形成两性氢氧化物的元素是_________ （填写元素符号），分别写出该元素的氢氧化物与⑥和⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：_________________________。
（3）③与⑩组成的化合物属于__________（填“离子化合物”或“共价化合物”）用电子式表示该化合物的形成过程________________________________。①的氢化物中含有__________（填“离子键”或“极性共价键”或“非极性共价键”）的电子式是__________。
（4）⑦和⑩的氢化物中沸点较高的是__________（写化学式）原因是_________。
（5）请设计一个实验，比较⑦⑩单质氧化性的强弱：________________________________。
【题目】已知：实验室常用无水乙醇（CH3CH2OH）制备乙烯，制备原理为：
CH3CH2OH
CH2＝CH2↑＋H2O。
无水乙醇性质如下表：
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | 挥发性 | 化学性质 |
无水乙醇 | —114.1 | 78.3 | 能与水以任意比互溶 | 易挥发 | 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 |
甲、乙同学用下列实验装置制备乙烯并验证其性质。（气密性已检验，部分夹持装置略）。
实验操作和现象：
操 作 | 现 象 |
点燃酒精灯，加热至170℃ | I：A中烧瓶内液体渐渐变黑 II：B内气泡连续冒出，溶液逐渐褪色 |
…… | |
实验完毕，清洗烧瓶 | III：A中烧瓶内附着少量黑色颗粒状物，有刺激性气味逸出 |
（1）写出乙烯的1个用途： ，对应方程式为（注明反应类型） 。
（2）A中烧瓶内溶液“渐渐变黑”，说明浓硫酸具有 性。
（3）分析使B中溶液褪色的物质，甲认为是C2H4使B中溶液褪色，该反应的化学方程式为（注明反应类型） 。
（4）乙根据反应原理及现象I和III综合分析，认为产物中除乙烯外还混有乙醇、H2O、CO2和一种 “有刺激性气味”的气体X。你认为这种“有刺激性气味”气体X是 （填化学式）。
为验证气体X的存在，并证实是C2H4使B中溶液褪色，乙设计如下装置，与A连接：
设 计 | 现 象 |
与A连接的装置如下：
| C中溶液褪色，加热后又恢复红色； F中溶液褪色 |
请回答下列问题：
D中盛放的试剂是 （填化学式），不能盛放酸性KMnO4溶液的原因是（用离子方程式解释）： 。
