Question

氢气是有巨大发展前景的绿色能源．有人设想用电解水的方法制取氢气，作为开发氢能源的一种途径，并做了如下实验，让我们来考察实验结果，看这样做是否可行．
（1）实验表明在电压为220V、电流为2A的条件下，通电20min可以电解9g的水，求电解这些水所消耗的电能？
（2）已知氢气热值为2×10⁸J/kg，若使电解9g水所产生的氢气完全燃烧，（注意水在通电的条件下可以产生氢气和氧气，切记、切记）则氢气完全燃烧能产生多少热量？
（3）根据以上计算结果分析，用这种电解水的方法开发氢能源是否可行，并说明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）直接利用W=UIt即可计算出消耗的电能；
（2）先根据电解水生成的氢气和氧气的质量比为1：8的关系求出氢气的质量，然后利用Q=mq即可求出氢气完全燃烧产生的热量；
（3）比较氢气完全然后放出的热量和消耗的电能即可知道该方案是否可行．
解答：解：（1）电解9g的水消耗的电能：W=UIt=220V×2A×20×60s=5.28×10⁵ J；
答：电解9g水所消耗的电能为5.28×10⁵ J；
（2）因为电解水生成的氢气和氧气的质量比为1：8，因此生成氢气的质量：m=9g×=1g，
则完全燃烧1g氢气产生的热量：Q=mq=0.001kg×2×10⁸J/kg=2×10⁵ J；
答：氢气完全燃烧能产生的热量为2×10⁵ J．
（3）答：因为氢气完全燃烧产生的能量小于电解水消耗的电能，因此用电解水的方法不可行．
点评：本题是一道物理化学综合体，对电解水的实验大家应该很熟悉，并结合物理知识进行解答；通过本题大家应该联想到各学科都是相通的．