Question

1．氢气是未来最理想的能源，科学家已研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO₂）表面作用使海水分解得到氢气的新技术：2H₂O$\frac{\underline{\;激光\;}}{TiO_{2}}$2H₂↑+O₂↑．试回答下列问题：
（1）分解海水的反应属于吸热反应（填“放热”或“吸热”）．
（2）燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能，是一种很有前途的能源利用方式．某种氢氧燃料电池是用20%KOH溶液作电解质，正极反应为：O₂+4e^-+2H₂O═4OH^-，则电池供电的负极反应为：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O（或H₂+2OH^--2e^-═2H₂O）．供电过程中，溶液的PH减小（填“增大”或“减小”）
（3）科学家最近研究出一种环保，安全的储氢方法，其原理可表示为：NaHCO₃+H₂ $?_{释氢}^{储氢}$HCOONa+H₂O下列有关说法正确的是C．
A．储氢、释氢过程均无能量变化
B．储氢过程中，NaHCO₃被氧化
C．NaHCO₃具有离子键和共价键
D．释氢过程中，每消耗0.1mol H₂O放出2.24L的H₂．

Answer 1

分析 （1）水在催化剂和激光条件下分解，吸收能量；
（2）氢氧燃料电池是将化学能转变为电能的装置，工作时，通入氢气的一极为电池的负极，发生氧化反应，通入氧气的一极为电池的正极，发生还原反应；
（3）A．储氢释氢是化学变化，化学变化中一定伴随能量变化；
B．储氢过程中C元素的化合价由+4降低为+2；
C．NaHCO₃晶体中HCO₃^-中含有共价键，HCOONa晶体中HCOO^-中含有共价键；
D．气体体积与温度和压强有关．

解答 解：（1）水在催化剂和激光条件下分解，吸收能量，为吸热反应，故答案为：吸热；
（2）负极通入氢气，氢气被氧化，电极方程式为2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O（或H₂+2OH^--2e^-═2H₂O），总反应为2H₂+O₂═2H₂O，电解质溶液体积增大，氢氧化钠浓度减小，则pH减小，
故答案为：2H₂+4OH^--4e^-═4H₂O（或H₂+2OH^--2e^-═2H₂O）；减小；
（3）A．储氢、释氢过程都是化学变化，伴随之化学键的断裂和形成，则化学变化中一定伴随能量变化，故A错误；
B．储氢过程中C元素的化合价由+4降低为+2，NaHCO₃被还原，故B错误；
C．NaHCO₃晶体是离子晶体，由Na⁺与HCO₃^-构成，HCO₃^-中含有共价键，HCOONa晶体是离子晶体，由Na⁺与HCOO^-构成，HCOO^-中含有共价键，故C正确；
D．释氢过程中，每消耗0.1molH₂O放出0.1mol的H₂，只有在标准状况下0.1mol的H₂为2.24L，该题未指明在标准状况下，所以0.1mol的H₂不一定为2.24L，故D错误．
故答案为：C．

点评 本题以储氢方法为载体考查了氧化还原反应、化学反应中能量变化、化学键、气体摩尔体积的应用条件等，为高频考点，题目综合性较强，平时注意基础知识的全面掌握，题目难度不大．