氢气作为新能源有很多优点,制取与储存氢气是氢能源利用领域的研究热点。
I.制氢:铁酸锌(ZnFe2O4)可用于循环分解水制气,其反应可表示为: 6ZnFe2O46ZnO+4Fe3O4+O2↑;3ZnO+2Fe3O4+H2O3ZnFe2O4+H2↑
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为_______________。
(2)该循环制氢中不断消耗的物质是________(填化学式),得到H2和O2的质量比为__________。
(3)氢气作为新能源的优点有________(任写一点)。该循环法制氢的不足之处是________。
Ⅱ.贮氢:合金Mg2Cu是一种潜在的贮氢材料,高温时在氩气保护下,由一定质量比的Mg、Cu单质熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢生成氢化物和另一种合金,其化学方程式为: 2Mg2Cu+ 3H23MgH2+MgCu2
(4)熔炼制备Mg2Cu合金时,通入氩气的目的是_________________。
(5)氢化物MgH2与水反应生成一种碱,并释放出H2。 其化学反应方程式为________。
(6)11.2g Mg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应,放出H2的质量为________g。
+3 H2O 1:8 不污染环境、热值大、原料来源丰富 能耗高 起到保护作用,防止金属被氧化 MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑ 0.7g
【解析】
本题考查了有关元素化合价的计算,氢能源,化学方程式的书写,根据化学方程式的计算。难度较大,仔细审题,找出的用的信息结合已有知识进行分析解答。
(1)ZnFe2O4中锌的化合价为+2价,氧元素的化合价为﹣2,设:Fe的化合价为x,根据化合物中元素化合价的代数和为零,则有(+2)+2x+(﹣2)×4=0,x=+3;
(2)根据化学方程式6ZnFe2O46ZnO+4Fe3O4+O2↑;3ZnO+2Fe3O4+H2O3ZnFe2O4+H2↑可知,该循环制氢中不断消耗的物质是水,其化学式为H2O,得到H2和O2的质量比为4:32=1:8;
(3)氢气作为新能源的优点有不污染环境、热值大、原料来源丰富,该循环法制氢时都是在高温下进行,不足之处是能耗高;
(4)高温时Mg、Cu都能与空气中氧气反应,熔炼制备Mg2Cu合金时,通入氩气可以起到保护作用,防止金属被氧化;
(5)氢化物MgH2与水反应生成一种碱,并释放出H2,根据质量守恒定律可知,生成的碱是氢氧化镁,化学反应方程式为 MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑;
(6)11.2g Mg2Cu完全吸氢后所得混合物与过量盐酸反应,其中的氢化镁与水反应生成氢氧化镁和氢气,MgCu2中只有镁与盐酸反应产生氢气。
设:11.2g Mg2Cu完全吸氢后生成氢化镁的质量为x,MgCu2的质量为y。
2Mg2Cu+3H2 3MgH2+MgCu2
224 78 152
11.2g x y
x=3.9g
y=7.6g
设:3.9g氢化镁与水反应生成氢气的质量为a
MgH2+2H2O=Mg(OH)2↓+2H2↑
26 4
3.9g a
a=0.6g
7.6gMgCu2含有镁的质量为:7.6g×× 100%=1.2g
设:1.2g的镁与盐酸反应生成的氢气质量为b
Mg+2HCl═MgCl2+H2↑
24 2
1.2g b
b=0.1g
生成氢气的质量为:0.6g+0.1g=0.7g。
意义 | 实例C+O2CO2 |
(质的方面)表示反应物、生成物和反应条件 | |
(量的方面) ①表示反应物、生成物之间的质量比各物质间 质量比=相对分子质最与化学计量数的乘积比 ②表示反应物、生成物之间的微粒个数比,即 化学式前的化学计量数之比 |
C+O2CO2 (12×1):(32×1):(41×1) C+O2CO2 1:1:1 |
登录并加入会员可无限制查看知识点解析