【分析】
本题围绕氢气的制取与储存展开,分两部分解答:
1. 制取氢气部分:
(1) 实验室用锌与稀硫酸发生置换反应制取氢气,需正确书写反应的化学方程式,标注气体符号。
(2) ① CO与水蒸气在高温下反应生成CO₂和H₂,根据反应物、生成物及反应条件配平化学方程式;② CaO可吸收混合气体中的水蒸气,使混合气体总体积减小,从而提高H₂的百分含量。
(3) 太阳能能源源不断从自然界获取,属于可再生能源;电解水时,B电极为阴极,H⁺移向该电极,得电子生成H原子,再结合为H₂分子,最终聚集成氢气。
2. 储存氢气部分:
(4) 碳纳米管吸附储氢是利用疏松多孔结构吸附氢气,无新物质生成,属于物理变化。
(5) 根据MgHₙ中Mg与H的质量比,结合Mg的相对原子质量,列式计算n的值。
【解析】
Ⅰ. (1) 锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$。
(2) ① CO与水蒸气在高温条件下反应生成二氧化碳和氢气,化学方程式为:$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{高温}CO_{2} + H_{2}}$;② CaO能与混合气体中的水蒸气反应,吸收水蒸气使混合气体总体积减小,因此H₂在混合气体中的百分含量提高。
(3) 太阳能可源源不断从自然界获得,属于可再生能源;B电极表面,每个氢离子得到1个电子变成氢原子,2个氢原子结合成1个氢分子,氢分子聚集成氢气,从而生成H₂。
Ⅱ. (4) 碳纳米管吸附储氢过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(5) $\ce{MgH_{n}}$中Mg与H的质量比为$24:(1×n)=12:1$,解得$n=2$。
【答案】
$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$;$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{高温}CO_{2} + H_{2}}$;CaO能吸收水蒸气,使得混合气体的总体积减小;可再生能源;每个氢离子在B电极表面得到1个电子变成氢原子,2个氢原子结合成1个氢分子,氢分子聚集成氢气;物理;2
【知识点】
化学方程式书写;能源分类;物理变化;化学式计算
【点评】
本题结合氢能源的制取与储存,考查基础化学知识,涵盖方程式书写、能源分类、电解水微观过程、物质变化类型及化学式计算,知识点紧密联系实际,难度适中,需准确掌握基础概念和计算方法。
【难度系数】
0.6