Question

氫氣作為一種能源有很多優點．如何用廉價的方法從水中獲得氫能源，是科學家正在研究的新課題．有資料表明：在10V、2A的條件下，通電6h，可電解3.96g水．

根據上面的內容解答以下各題：
（1）計算電解3.96g水消耗的電能；
（2）計算電解3.96g水生成氫氣的質量；（相對原子質量：H-1；O-16）
（3）已知氫氣的熱值為1.4×10⁸J/kg，計算這些氫氣完全燃燒放出的熱量；
（4）請你根據以上計算，說明用電解水的方法大量地制備氫氣是否有實用價值？
（5）請你提出兩條用廉價方法以水為原料制取氫氣的設想．

Answer 1

解：（1）W=UIt=10V×2A×6×3600s=4.32×10⁵J
（2）設3.96g水生成氫氣的質量為x
2H₂O2H₂↑+O₂↑
36       4
3.96g    x

x==0.44g
（3）Q=0.44×10^-3kg×1.4×10⁸J/kg=6.16×10⁴J；
（4）因為Q＜W，所以此方法無實用價值；
（5）用太陽能分解水；研究合適的催化劑使水分解．
分析：本題是一道跨學科綜合題，要根據物理和化學兩方面的知識進行分析、判斷，從而得出正確的結論．例如，根據電解水的質量和化學方程式可以求出生成的氫氣的質量．
點評：解答本題要充分理解物理知識在化學中的作用，只有這樣才能對相關方面的問題做出正確的判斷．