Question

氫氣是一種熱值高的清潔能源，也是重要的化工原料，它具有像碳單質(zhì)和一氧化碳一樣的還原性，也可以用于冶金工業(yè)．
（1）實驗室現(xiàn)有一瓶純凈的氫氣和一小段的光亮的紅色銅絲．某同學(xué)用坩堝鉗夾住銅絲的一端，將銅絲的a處放在酒精燈火焰上加熱一段時間，之后迅速將熱銅絲伸入裝有氫氣的集氣瓶中，實驗過程如圖所示．請你推測實驗中銅絲a處的顏色的變化情況

 

，該實驗?zāi)茏C明氫氣具有什么化學(xué)性質(zhì)？

 

．
（2）寫出在加熱的條件，H₂與二氧化鍺（GeO₂）反應(yīng)制備金屬鍺的化學(xué)方程式：

 

；
（3）如何大量、廉價地制備氫氣是各國正努力研究的課題．日本科學(xué)家最近開發(fā)出一種含鎳氧化物半導(dǎo)體粉末，將少量這種粉末放入水中，用波長為420nm的可見光照射，能夠不斷地將水分解成氫氣和氧氣．
在上述過程中，這種氧化物粉末的作用是

 

；寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：氫氣的化學(xué)性質(zhì)與燃燒實驗,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：氧氣、氫氣的性質(zhì)與用途

分析：（1）本題時考查氫氣的還原性，做氫氣還原氧化銅的實驗．
根據(jù)將銅絲的a處放在酒精燈上加熱，會生成氧化銅，迅速將熱銅絲伸入裝有氫氣的集氣瓶中，氧化銅被氫氣還原為銅進(jìn)行解答根據(jù)在該反應(yīng)中，氫氣得氧，被氧化，說明驗證氫氣具有還原性進(jìn)行解答．
（2）書寫化學(xué)方程式時必須根據(jù)題意找出反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件，書寫時必須遵守質(zhì)量守恒定律、依據(jù)客觀事實．
（3）考慮氧化物粉末的作用是起催化作用；書寫化學(xué)方程式時必須遵守質(zhì)量守恒定律、依據(jù)客觀事實．

解答：解：
（1）光亮的紅色銅絲，將銅絲的a處放在酒精燈上加熱，銅與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，迅速將熱銅絲伸入裝有氫氣的集氣瓶中，氫氣與氧化銅反應(yīng)，生成銅．故答案為：實驗I中銅絲a處表面顏色由光亮的紅色逐漸變黑色；實驗II中銅絲a處表面顏色逐漸由黑色變成光亮的紅色；在反應(yīng)中氫氣得氧，被氧化，說明驗證氫氣具有還原性．故答案為：還原．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律中元素種類不變的特點可知：氫氣與三氧化二鍺在加熱條件下反應(yīng)除生成鍺外，還生成水．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2H₂+GeO₂

△   .

Ge+2H₂O．
（3）根據(jù)題意，該反應(yīng)是利用水的分解生成氫氣和氧氣，也就是說含鎳氧化物未參加反應(yīng)只是起到了催化作用．水在含鎳氧化物的催化作用和光照下反應(yīng)生成氫氣和氧氣．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2KClO₃ 

催化劑  .

光照

2KCl+3O₂↑．
故答案為：
（1）先變黑后變紅、還原性；
（2）2H₂+GeO₂

△   .

Ge+2H₂O；
（3）起催化作用、2KClO₃ 

催化劑  .

光照

2KCl+3O₂↑

點評：本題有一定難度，直接考查氫氣還原氧化銅的實驗．主要考查同學(xué)們根據(jù)新信息靈活運用所學(xué)化學(xué)方程式的書寫方法進(jìn)行書寫化學(xué)方程式的能力．