科学家认为.氢气是一种高效而无污染的理想能源.近20年来.对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展．(1)为了有效发展民用氢能源.首先必须制得廉价的氢气.下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是．A．电解水 B．锌和稀硫酸反应 C．光解海水 D．以石油.天然气为原料(2)因氢气易燃易爆.贮运安全极为重要� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

科学家认为，氢气是一种高效而无污染的理想能源，近20年来，对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展．
（1）为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是

．（选填字母）
A．电解水 B．锌和稀硫酸反应 C．光解海水 D．以石油、天然气为原料
（2）因氢气易燃易爆，贮运安全极为重要．已知氢气的燃烧热为285.8kJ?mol^-1．写出其完全燃烧的热化学方程式：

．

（3）氢氧燃料电池能量转化率高，具有广阔的发展前景．现用氢氧燃料电池进行右图所示实验：①氢氧燃料电池中，正极的电极反应式为

．
②如图装置中，某一铜电极的质量减轻 3.2g，则 a 极上消耗的O₂在标准状况下的体积为

L．
（4）有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N₂、H₂为电极反应物，以HCl-NH₄Cl为电解质溶液制取新型燃料电池．则正极附近的pH

．（填“增大”、“减小”或“不变”）

分析：（1）开发较经济且资源可持续利用的制氢气方法要从能源消耗分析；
（2）氢气的燃烧热是285.8kJ?mol^-1，则2mol氢气完全燃烧放出的热量是571.6 kJ；
（3）碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子发生还原反应；
串联电路中转移电子数相等，据此计算消耗氧气的体积；
（4）正极上氮气得电子和氢离子反应生成铵根离子．

解答：解：（1）A．电解水需要大量的电能，不符合廉价的要求，故A错误；
B．锌和稀硫酸反应，消耗大量的锌和硫酸，不符合廉价的要求，故B错误；
C．光解海水，可充分利用光能，廉价而又低碳，符合要求，故C正确；
D．石油、天然气不是可持续能源，故D错误；
故选C；
（2）氢气的燃烧热是285.8kJ?mol^-1，则2mol氢气完全燃烧放出的热量是571.6 kJ，所以热化学反应方程式为2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6 kJ?mol^-1，
故答案为：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）△H=-571.6 kJ?mol^-1；
（3）①碱性氢氧燃料电池中，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子，电极反应式为O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，故答案为：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-；
②阳极上铜失电子生成铜离子进入溶液，则溶解的铜的物质的量=

3.2g

64g/mol

=0.05mol，失去电子的物质的量=0.05mol×2=0.1mol，串联电路中，转移电子相等，所以消耗氧气的体积=

0.1mol

×22.4L/mol=0.56L，故答案为：0.56；
（4）N₂在正极发生还原反应生成NH₄⁺，电极反应式为N₂+6e^-+8H⁺=2NH₄⁺，正极上消耗氢离子，导致溶液中氢离子浓度降低，则pH增大，故答案为：增大．

点评：本题考查了原电池和电解池原理、热化学反应方程式等知识点，明确原电池正负极的判断方法、电极反应式是解本题关键，难度中等．