氢是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．（1）利用FeO/Fe3O4循环制氢

Question

氢是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点．（1）利用FeO/Fe3O4循环制氢，已知： H2O（g）+3FeO（s）═Fe3O4（s）+H2（g）△H=akJ?mol-1…（I） 2Fe3O4（s）═6FeO（s）+O2（g）△H=bkJ?mol-1…（Ⅱ） ①反应2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H=______kJ?mol-1（用含a，b的代数式表示）．②上述反应b＞O，要使该制氢方案有实际意义．从能源利用及成本的角度考虑，实现反应Ⅱ可采用的方案是______．③反应（Ⅰ）：FeO平衡转化率与温度的关系如图1，则a=______0（填：“＞”、“＜”或“=”）（2）Cu/CuCl热化学循环制氢如图2．①步骤2是在500℃进行的，发生反应的化学方程式为______．②步骤3是在图3所示的电解槽中进行的，阴极的电极反应式为______；电解总反应的方程式为______．（3）氢能的运用．贮氢是关键技术之一，纳米晶体Mg2FeH6储氢材料具有贮氢容量大和价格低廉优势．Mg2FeH6可由Mg和Fe的粉末为原料在氢气气氛中反应加热球磨制得，该反应分两步进行，第一步反应为Mg+H2═MgH2，第二步反应的化学方程式为______．

Answer 1

（1）①已知H₂O（g）+3FeO（s）?Fe₃O₄（s）+H₂（g）△H=akJ/mol（Ⅰ）
2Fe₃O₄═6FeO（s）+O₂g△H=bkJ/mol （Ⅱ），
利用盖斯定律，将（Ⅰ）×2+（Ⅱ）可得2H₂O（g）═2H₂（g）+O₂（g）△H=（2a+b）kJ/mol，
故答案为：2a+b；
②b＞0，要使该制氢方案有实际意义，应给反应Ⅱ提供能量才能使反应发生，可利用廉价清洁能源提供热能或利用太阳能、地热能、生物能、核能等，
故答案为：用廉价清洁能源提供热能；
③根据图象FeO平衡转化率随温度升高而降低，说明升温平衡向正反应反应移动，故a＜0，故答案为：a＜0；
（2）①根据图象步骤2生成了CuCl和O₂，故反应方程式为2Cu₂OCl₂

500℃  .

4CuCl+O₂↑，故答案为：2Cu₂OCl₂

500℃  .

4CuCl+O₂↑；
②根据图象氯离子的移动方向，则石墨为阳极，铜为阴极，再根据图象在阴极CuCl反应生成了氯离子，故阴极反应为CuCl+e^-=Cl^-+Cu；根据步骤3反应物为CuCl，产物为氯化铜和铜，所以总反应为：2CuCl

通电  .

CuCl₂+Cu；
故答案为：CuCl+e^-=Cl^-+Cu；2CuCl

通电  .

CuCl₂+Cu；
（3）根据Mg₂FeH₆可由Mg和Fe的粉末为原料在氢气气氛中反应加热球磨制得，第一步反应为Mg+H₂═MgH₂，从组成上判断还缺铁，故反应方程式为3MgH₂+Fe

△    .

球磨

Mg₂FeH₆+Mg，故答案为：3MgH₂+Fe

△    .

球磨

Mg₂FeH₆+Mg．