Question

8．今年地球日主題為：“珍惜地球資源，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式”．為減少化石燃料的使用，降低污染，各國都在積極進行技術創(chuàng)新．
（1）近日，美國科學家發(fā)明了一種“發(fā)電葉子”，將這種葉子放入水中，在太陽光照射下，葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，再轉(zhuǎn)化為電能，供家庭用電需求．①整個過程中發(fā)生了太陽能轉(zhuǎn)化化學  能再轉(zhuǎn)化成電 能．
②“發(fā)電葉子”產(chǎn)生氫氣、氧氣的化學方程式為2H₂O$\frac{\underline{太陽能}}{催化劑}$2H₂↑+O₂↑．
（2）我國積極改進風電技術，擴大風電使用，并配套大型儲能設備--“全釩液流”儲能電池，以保證穩(wěn)定供電．①與煤炭火力發(fā)電相比，風力發(fā)電的優(yōu)點是無污染．
②“全釩液流”儲能電池在充電時，電池中的VO²⁺會變成VO₂⁺，這個過程中釩元素（V）的化合價由+4價變?yōu)?5價．
（3）為了降低汽車排放的尾氣對空氣的污染，現(xiàn)在的大部分汽車都安裝了催化式排氣凈化器．圖2列舉的是幾種氣體在凈化器中轉(zhuǎn)換前后的變化．

①根據(jù)圖2所提供的信息，舉例說明催化式排氣凈化器是如何降低汽車尾氣污染的．CO氣體通過催化式排氣凈化器后有90%的CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO₂氣體．
②為了使汽車尾氣的污染更小，研究催化式排氣凈化器的專家們還要注意什么問題．提高CO轉(zhuǎn)化為CO₂、氮氧化合物轉(zhuǎn)化為氮氣的比例．

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)信息“將這種葉子放入水中，在太陽光照射下，葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，再轉(zhuǎn)化為電能，供家庭用電需求”回答．
②根據(jù)信息“葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，”回答．
（2）根據(jù)風能的優(yōu)點回答．根據(jù)原子團的化合價與離子所帶電荷一致，以及化合價的代數(shù)和的算法計算；
（3）從示意圖可以判斷出CO經(jīng)過凈化器后有90%的CO轉(zhuǎn)化成CO₂，凈化器降低了汽車尾氣的污染；化學反應的實質(zhì)是分子分成原子，原子重新組合．

解答 解：（1）①根據(jù)信息“將這種葉子放入水中，在太陽光照射下，葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，再轉(zhuǎn)化為電能，供家庭用電需求”知，整個過程中都發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化為：太陽能→氫氣和氧氣中的化學能→電能．
②根據(jù)信息“葉子中的催化劑會將水分解成氫氣和氧氣儲存在氫氧燃料電池中，”知，反應物是水，生成物是氫氣和氧氣，條件是太陽能和催化劑，故方程式為：2H₂O$\frac{\underline{太陽能}}{催化劑}$2H₂↑十O₂↑．
（2）①風能是可再生能源，使用風能不會產(chǎn)生污染空氣的有害氣體等；
②原子團的化合價與離子所帶電荷一致，即VO為+2價，VO₂為+1價，又因氧顯負二價，所以在VO²⁺中V的化合價為+4價，在VO₂⁺中V的化合價為+5價，這個過程中釩元素（V）的化合價由+4變成+5．
（3）①該催化式排氣凈化器能將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳；
②要注意提高CO轉(zhuǎn)化為CO₂、氮氧化合物轉(zhuǎn)化為氮氣的比例，進一步減少有毒氣體排放，或把產(chǎn)生的CO₂收集起來，而不是直接排放到大氣中，以防止溫室效應加劇；
答案：（1）①太陽；化學；電；②2H₂O$\frac{\underline{太陽能}}{催化劑}$2H₂↑+O₂↑；
（2）①無污染；②+5；
（3）①CO氣體通過催化式排氣凈化器后有90%的CO轉(zhuǎn)化為無毒的CO₂氣體；
②提高CO轉(zhuǎn)化為CO₂、氮氧化合物轉(zhuǎn)化為氮氣的比例．

點評 本題主要考查學生運用所學化學知識綜合分析和解決實際問題的能力．增加了學生分析問題的思維跨度，強調(diào)了學生整合知識的能力．