第 20 题

化学 10 分较难 3:59

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题目

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现有的电解水制氢方法通常以纯水为氢源。我国科研人员研究出一种直接用海水制氢的新方法（示意图如题 20-1 图）。
（1）电解水制氢属于＿①＿（写基本反应类型）。
（2）新方法包括“制氢”和“再生”两部分。
【制氢】反应器 1 中，隔网上放置锌粒，下层注入海水，在一定条件下反应。
i. 水蒸气与锌反应生成氧化锌和氢气，其化学方程式为＿②＿。
ii. 下层析出粗盐，其原因是＿③＿。粗盐中含量最高的成分为＿④＿。
iii. 不同反应时间下生成 $\mathrm{H_2}$ 的质量随锌和水的质量比变化的曲线如题 20-2 图。对比图中三条曲线，可得出的结论是＿⑤＿（写一条）。
【再生】反应器 2 中，$\mathrm{ZnO}$ 在通电条件下生成物质 M 和 $\mathrm{O_2}$，M 为＿⑥＿。
（3）与现有的电解水制氢方法相比，新方法的优点有＿⑦＿（写两条）。

题 20-1 图：反应器 1 隔网上放锌粒、下层注入海水，生成 H2 并析出粗盐，ZnO 送入反应器 2；反应器 2 由光伏发电通电，生成 O2 和物质 M，M 送回反应器 1

题 20-2 图：反应 1、2、3 小时时，H2 的质量随锌和水的质量比（2.6~3.4）变化的三条曲线，时间越长曲线越高，质量比增大时曲线下降

先估一下，有几成把握？可以不选

先在纸上写出完整过程。写完可以先核对几个结果，再对照评分要点给自己打分。

答案与解析

① 分解反应。
② $\mathrm{Zn}+\mathrm{H_2O}\xlongequal{\text{一定条件}}\mathrm{ZnO}+\mathrm{H_2}$；③ 海水中的水不断蒸发（变成水蒸气与锌反应），溶剂减少，氯化钠结晶析出；④ 氯化钠（$\mathrm{NaCl}$）。
⑤ 锌和水的质量比相同时，反应时间越长，生成 $\mathrm{H_2}$ 的质量越大。
⑥ 锌（$\mathrm{Zn}$）。
⑦ 直接用海水制氢，节约淡水资源；锌可以循环使用（或：同时得到粗盐；利用光伏发电，节约化石能源）。

答案：本站解答

要点

电解水：一种物质生成两种物质，属于分解反应。
锌与水蒸气反应：反应物中有气体，生成的 $\mathrm{H_2}$ 不标“↑”。
水不断变成水蒸气，溶剂减少，氯化钠结晶析出；粗盐的主要成分是 $\mathrm{NaCl}$。
读图：质量比相同时，时间越长，$\mathrm{H_2}$ 越多；不能写“质量比越大 $\mathrm{H_2}$ 越多”。
$\mathrm{ZnO}$ 通电生成 $\mathrm{Zn}$ 和 $\mathrm{O_2}$，M 是锌，循环使用。

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