氫氣被視為未來(lái)理想的能源,科學(xué)家對(duì)氫的研究從未停歇。氫能源的廣泛使用需解決制氫、儲(chǔ)氫等問(wèn)題。
Ⅰ.圖1、圖2分別為全球制氫原料占比和主流制氫方法的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比圖。
(1)由圖象可知:目前氫氣的主要來(lái)源是
天然氣和煤
天然氣和煤
(填“天然氣和煤”、“醇類(lèi)”或“水”)。
(2)結(jié)合圖2分析,目前電解水制氫還不適宜大規(guī)模推廣的可能原因是
電解水制氫成本高
電解水制氫成本高
。
(3)電解水制氫需要消耗大量電能,下列獲取電能的方式中,一定存在碳排放的是
C
C
(填字母)。
A.水力發(fā)電
B.太陽(yáng)能發(fā)電
C.燃煤發(fā)電
(4)甲烷和水蒸氣催化重整是制高純氫的重要方法之一,生產(chǎn)過(guò)程中涉及的重要反應(yīng)有:
a.CH
4+H
2O
CO+3H
2,b.CO+H
2O
CO
2+H
2①通過(guò)調(diào)控反應(yīng)條件。使a中生成的CO在b中全部轉(zhuǎn)化,目的是
除去CO
除去CO
。
②催化重整體系中還需要投入一定量的CaO用來(lái)吸收
二氧化碳
二氧化碳
,提高H
2的體積分?jǐn)?shù)。H
2體積分?jǐn)?shù)和CaO消耗率隨時(shí)間變化關(guān)系如圖3,從t
1起,單位時(shí)間內(nèi)CaO消耗率
降低
降低
(填“升高”“降低”或“不變”)。
Ⅱ.氫氣的儲(chǔ)存有以下兩種方式。
(5)方法一:將氫氣直接加壓儲(chǔ)存在由某種鎂鋁合金制造的儲(chǔ)氫罐中備用。從物質(zhì)分類(lèi)的角度來(lái)看,鎂鋁合金屬于
混合物
混合物
(填“純凈物”或“混合物”)。
(6)方法二:先通過(guò)Mg、Cu與氫氣反應(yīng),將氫氣轉(zhuǎn)化為MgH
2暫時(shí)“儲(chǔ)存”起來(lái),此為儲(chǔ)氫反應(yīng)(如圖5)?;衔颩gH
2中的鎂元素化合價(jià)為+2價(jià),氫元素的化合價(jià)為
-1
-1
。儲(chǔ)氫反應(yīng)的化學(xué)方程式為
。需要使用氫氣時(shí),可通過(guò)釋氫反應(yīng)實(shí)現(xiàn):MgH
2+2H
2O=Mg(OH)
2+2H
2↑。13克MgH
2全部與水反應(yīng),釋放出H
2的質(zhì)量為
2
2
克。