题目内容
4．水和能源都是人类赖以生存的物质．请回答下列问题：
（1）如图1所示是电解水的实验装置．
①若a试管中产生10mL气体，则b试管中产生5mL的O2（填化学式），实验室检验该气体的方法是将带火星的木条伸入试管，木条能复燃，证明是氧气．
②目前，人类使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油和天然气，它们均属于不可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源．这些能源的使用对环境的影响不容忽视，因此氢气作为能源越来越受到人们的关注，氢气是理想能源的原因是BCD（填序号）．
A．氢气便于贮存和运输 B．氢气资源丰富 C．氢气是高能燃料
D．氢气的燃烧产物不污染空气 E．目前大量获得氢气的成本很低
（3）电解水产生氢气的方法因消耗大量的电能，不能广泛应用于解决能源问题．目前，科学家提出一种如图2所示的经济，理想的获得氢能源的循环体系．该循环过程中生成氢气的化学方程式为：2H2O$\frac{\underline{\;\;\;光照\;\;\;}}{催化剂}$2H2↑+O2↑．
分析 （1）根据电解水的实验进行分析，电解水时负极生成的气体较多是氢气，正极生成的是氧气，体积比为2：1，氢气能燃烧，产生淡蓝色的火焰，放出热量，氧气有助燃性．说明了水是由氢、氧两种元素组成的．熟记常见的化石燃料及能源的分类；
根据氢能源的特点分析回答；
（2）该循环体系中水通过光分解催化剂和光照的条件分解成氢气和氧气．
解答 解：（1）①由电解水的装置可知，试管a是电源的负极产生的气体较多是H2，则b试管收集的气体较少是O2，由于氧气有助燃性，所以，检验B试管的气体的方法是：将到火星的木条伸入试管，木条能复燃，证明是氧气．故答案为：5；O2；将带火星的木条伸入试管，木条能复燃，证明是氧气．
②煤、石油和天然气是三大化石燃料；都属于不可再生能源，故填：天然气；不可；
氢气作为能源，越来越受到人们的关注．这是因为它具有无毒，热值大、燃烧产物为水，不污染空气或无污染等优点，所以它被认为是理想的清洁、高能燃料．
故填：BCD；
（2）该循环体系中水生成氢气和氧气的过程中反应条件为光分解催化剂和光照，故填：2H2O$\frac{\underline{\;\;\;光照\;\;\;}}{催化剂}$2H2↑+O2↑．
点评 社会的发展需要充足的能源，化石燃料的日渐枯竭使人们迫切要求开发新能源．氢能源具有来源广、放热多、燃烧产物为水无污染的优点．现在氢能源作为人类理想中的能源大量使用还需解决合适的光照条件下分解水的催化剂、运输和储存问题．
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