Question

11．“氢能”是未来最理想的新能源．
（1）某化学家根据“原子经济”的思想，设计了如下制备H₂的反应步骤：
①CaBr₂+H₂O$\frac{\underline{\;750℃\;}}{\;}$CaO+2HBr   
②2HBr+Hg$\frac{\underline{\;100℃\;}}{\;}$HgBr₂+H₂↑
③HgBr₂+CaO$\frac{\underline{\;250℃\;}}{\;}$HgO+CaBr₂
④2HgO$\frac{\underline{\;500℃\;}}{\;}$2Hg+O₂↑    
⑤2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式：HgBr₂+CaO$\frac{\underline{\;250℃\;}}{\;}$HgO+CaBr₂．并根据“绿色化学”的思想评估该方法制H₂的主要缺点：循环过程需要很高的能量，且用重金属汞，会产生污染．
（2）利用核能把水分解制氢气，是目前正在研究的课题．如图是其中的一种流程，其中用了过量的碘．

完成下列反应的化学方程式：反应①SO₂+I₂+2H₂O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI；反应②2H₂SO₄═2SO₂↑+O₂↑+2H₂O．此法制取氢气的最大优点是SO₂和I₂循环使用，避免了污染环境．

Answer 1

分析 （1）根据原子经济分析，反应是原材料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放；
（2）根据反应①②写出反应化学方程式，根据制备氢气的过程使用的物质、能量的消耗、环境的污染污染等方面进行分析．

解答 解：（1）理想的原子经济性反应是原材料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放．原子利用率是指反应物中的所有原子进入期望产物中的百分比，绿色化学的特征之一是提高原子用率，尽量达到100%，根据原子经济，可知最终反应为：2H₂O═2H₂↑+O₂↑，根据盖斯定律将（①+②+③）×2+④，可知反应③为HgBr₂+CaO$\frac{\underline{\;250℃\;}}{\;}$HgO+CaBr₂；该方法中需要750℃，消耗能量高，且有重金属污染，
故答案为：HgBr₂+CaO$\frac{\underline{\;250℃\;}}{\;}$HgO+CaBr₂；循环过程需要很高的能量，且使用重金属汞，产生污染；
（2）由制备氢气的过程可知，反应①发生的反应是：SO₂+I₂+2H₂O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI，反应②是H₂SO₄分解为了SO₂、O₂和H₂O，故发生的反应为：2H₂SO₄═2SO₂↑+O₂↑+2H₂O，用该法制取氢气最大的优点是：SO₂和I₂循环使用，避免了污染环境；
故答为：SO₂+I₂+2H₂O$\frac{\underline{\;100-120℃\;}}{\;}$H₂SO₄+2HI；2H₂SO₄═2SO₂↑+O₂↑+2H₂O；SO₂和I₂循环使用，避免了污染环境．

点评 本题考查热化学方程式的书写、化学方程式的书写等知识，综合性强，难度中等．