初中化学鲁教版九年级下学期 第十一单元第一节 化学与能源开发
一、单选题
1．（2020·山西）能源是一个国家经济和民生的动力，也是持续发展不竭的源泉。在多样化的能源中，属于可再生能源的是（ ）
A．煤 B．风能
C．天然气 D．石油
【答案】B
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】A、煤是化石燃料，属于不可再生能源，故A不符合题意；
B、风能属于可再生能源，故B符合题意；
C、天然气是化石燃料，属于不可再生能源，故C不符合题意；
D、石油是化石燃料，属于不可再生能源，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。
2．（2020·佳县模拟）使用绿色能源有利于保护环境。下列能源不属于绿色能源的是（ ）
A．氢能源 B．化石能源 C．风能 D．太阳能
【答案】B
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】A. 氢能燃烧产物是水，无污染，使用后不会对环境造成污染，属于绿色能源，故不符合题意。
B. 化石能源燃烧时除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体，故不属于绿色能源，符合题意。
C. 风能的使用不产生环境的污染物，属于绿色能源，故不符合题意。
D. 太阳能的使用后不会对环境造成污染，属于绿色能源，故不符合题意。
故答案为：B。
【分析】化石能源是不可再生能源。
3．（2020九上·南岗期末）下列有关资源的叙述正确的是（ ）
A．地壳中含量最多是金属元素是铁，目前提取量最大的也是铁
B．海水中含有80多种元素，含量最多的非金属元素是氯
C．世界上铜的年产量已超过了铝，位于铁之后，居第二位
D．目前世界上已有50%以上的铁得到了回收利用
【答案】D
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】A、地壳中含量最多的金属元素是铝，提取量最大的是铁，不符合题意；
B、海水中含量最多的物质是水，最多的非金属元素是氧，不符合题意；
C、世界上铝的年产量位于铁之后，居第二位，不符合题意；
D、目前世界上已有50%以上的铁得到了回收利用，符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、根据地壳中元素的含量分析
B、根据海水中含有的元素分析
C、根据金属的产量分析
D、根据回收的金属铁分析
4．（2020·娄底模拟）被称之为“软电池”的纸质电池采用薄层纸片作为传导反应为： ，避免了传统电池所带来的污染问题。则下列说法正确的是（ ）
A．该反应中二氧化锰作催化剂
B．反应前后有三种氧化物，且常温下都为固体
C．其工作原理是将化学能转化为电能
D．反应中只有锌元素化合价发生了变化
【答案】C
【知识点】催化剂的特点与催化作用；化合价规律和原则；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】A、在该反应中二氧化锰是反应物，不是催化剂，说法不符合题意；
B、反应前后有三种氧化物，常温水为液态，说法不符合题意；
C、该电池是将化学能转化为电能，故符合题意；
D、反应前后锰元素化合价由+4变为+3，也发生了变化，说法不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据该反应中二氧化锰为反应物分析；
B、根据氧化物定义及水常温为液态分析；
C、根据电池的能量转化为化学能变电能分析；
D、根据化合物中元素化合价代数和为0分析。
5．（2019九上·玄武月考）下图是太阳能燃料电池的组成与功能示意图。夜晚，太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为（）
A．化学能→电能→热能 B．太阳能→电能→热能
C．电能→化学能→电能→热能 D．太阳能→化学能→电能→热能
【答案】A
【知识点】物质发生化学变化时的能量变化
【解析】【解答】夜晚，太阳能燃料电池工作的原理是利用白天电解槽产生的氢气和氧气反应，把产生的能量转化为电能，然后利用电能给热水器加热。太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为化学能→电能→热能。
故答案为：A。
【分析】根据太阳能燃料电池工作的原理进行分析
6．（2018九上·漳浦期中）被称为“软电池”的纸质电池，采用薄层纸片作为传导体，电池总反应为Zn+MnO2+H2O→ZnO+MnO（OH），避免了传统电池所带来的污染问题。下列说法错误的是（）
A．反应后锌元素化合价升高
B．反应中二氧化锰作催化剂
C．反应物中有两种物质是氧化物
D．使用该电池可减少对环境的污染
【答案】B
【知识点】新材料的开发与社会发展的密切关系；有关元素化合价的计算；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】A、该电池反应中锌元素化合价由0价升高到+2价，故A不符合题意；
B、在该反应中二氧化锰是反应物，质量减少，故B符合题意；
C、氧化物是由两种元素组成并且一种元素是氧元素的化合物，所以MnO2 、 H2O都是氧化物，故C不符合题意；
D、该电池避免了传统电池所带来的污染问题，开发利用该电池可以减少对环境的污染，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、反应中锌元素化合价由0价升高到+2价，反应后锌元素化合价升高；
B、反应中二氧化锰是反应物；
C、反应物中的MnO2 、 H2O都是氧化物；
D、该电池的优点就是避免了传统电池所带来的污染问题。
二、填空题
7．（2020九上·莲湖期末）氢气是理想的清洁、高能燃料。
（1）氢气被认为是21世纪最具发展潜力的清洁能源，其原因是 （写一条）。
（2）氢气燃烧产生 色火焰，写出氢气燃烧的化学方程式： ；点燃氢气前一定要 。
（3）氢能源目前没有被大规模使用的原因是 （写一条）。
【答案】（1）燃烧产物只有水（合理即可）
（2）淡蓝；；检验氢气的纯度
（3）制取成本高（合理即可）
【知识点】氢气的化学性质与燃烧实验；氢气的用途和氢能的优缺点
【解析】【解答】(1) 氢气被认为是21世纪最具发展潜力的清洁能源，其原因是：燃烧产物只有水（合理即可）。(2) 氢气燃烧产生淡蓝色火焰，氢气燃烧生成水，化学方程式为： ；点燃氢气前一定要验纯，防止氢气与空气混合后点燃发生爆炸。(3) 氢能源目前没有被大规模使用的原因是：制取成本高、运输和贮存困难等（合理即可）。
【分析】（1）氢气燃烧后的产物只有水，不会污染空气，被认为是最清洁的能源；
（2） 混有空气或氧气的氢气点燃时可能会发生爆炸，所以点燃氢气前一定要验纯；纯净的氢气在空气中安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量，反应的化学方程式为 ；
（3）氢气作为最清洁的能源，目前没有被大规模的使用，其原因是制取成本高、储存困难等。
8．（2020·顺德模拟）如图是一种太阳能电池板示意图，回答下列问题：
（1）图中有标号的材料中，属于金属材料的是 （填标号，下同），含有非金属单质的是 。
（2）图中使用了两种合金。合金与纯金属相比，有许多优良性能，如： （写出1点即可）。
（3）“铜丝导线”若长时间裸露在空气中，则表面会出现一层铜绿（化学式为[Cu2（OH）2CO3]），它是铜与空气中的O2、H2O、 （填化学式）共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物，请写出铜绿分解的化学反应方程式： 。
（4）推广使用太阳能电池的意义是： （写出1点即可）。
【答案】（1）①②⑤；③
（2）耐腐蚀
（3）CO2；Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
（4）节约化石能源（减少环境污染等）
【知识点】常见金属的特性及其应用；合金与合金的性质
【解析】【解答】解：（1）图中有标号的材料中，属于金属材料的是①②⑤，含有非金属单质的是③。故填：①②⑤；③。（2）合金与纯金属相比，有许多优良性能，如：硬度大、密度小、耐腐蚀等。故填：耐腐蚀。（3）“铜丝导线”若长时间裸露在空气中，则表面会出现一层铜绿（化学式为[Cu2（OH）2CO3]），它是铜与空气中的O2、H2O、CO2共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物；铜绿受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，反应的化学反应方程式：Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。
故填：CO2；Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。（4）推广使用太阳能电池的意义：节约化石能源、减少环境污染等。故填：节约化石能源（减少环境污染等）。
【分析】（1）根据金属材料包括金属和合金、硅为非金属材料分析；
（2）根据合金的耐腐蚀性分析；
（3）根据铜锈的组成元素及空气的成分分析；
（4）根据新能源的环保特点分析。
三、综合题
9．（2020九上·南昌期末）在去年的全国两会上，氢能源首次被写入《政府工作报告》。目前氢能源发展较快的为氢燃料电池汽车，如图是氢、氧燃料电池的示意图。电池工作时，H2与O2反应生成水，同时电流计指针发生偏转。
（1）氢能源首次被写入《政府工作报告》是由于氢能源具有下列优点
A 制取成本低
B 零排放、无污染
C 资源丰富
D 热值高
（2）请写出燃料电池工作时反应的化学方程式： 。
（3）以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法，其反应过程如图所示，下列说法错误的是
A 该流程可实现太阳能向化学能的转化
B 制得H2中氢元素最初来源于水和硫酸
C 反应I中，发生反应的化学方程式为：
D 所有涉及的反应中，有四种元素的化合价发生了改变
【答案】（1）BCD
（2）
（3）B
【知识点】电解水实验
【解析】【解答】（1）氢气在氧气中点燃生成水，放出大量热，氢能源的优点是零排放、无污染、资源丰富、热值高，
故答案为：BCD。（2）燃料电池工作时反应是氢气在氧气中点燃生成水，反应的化学方程式 。（3）A、由“以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法”，可知该流程可实现太阳能向化学能的转化，故A正确；
B、反应I的化学方程式为 ，根据质量守恒定律可知，制得H2中氢元素最初来源于水，故B不正确；
C、由图可知，反应I为二氧化硫与碘和水发生氧化还原反应生成硫酸和HI，反应的化学方程式为 ，故C正确；
D、反应I中，I的化合价由0转化为 1，S的化合价由+4转化为+6；反应I中，O的化合价由 2转化为0，S的化合价由+6转化为+4；反应Ⅲ中，H和I由化合态变为游离态，元素的化合价发生了改变，故D正确。
故答案为：B。
【分析】氢气在氧气中点燃生成水，二氧化硫与碘和水发生氧化还原反应生成硫酸和碘化氢。
10．（2020九下·哈尔滨月考）氢氧燃料电池汽车是一种真正意义上的“零排放，无污染”载运工具，是利用原电池原理，将氢气与氧气通过反应形成电流，并为电动机供电驱动车辆行驶。请回答问题：
（1）一些汽车车体采用铝合金制成，是因为铝合金与铁合金相比，其在物理性质上具有的优点是 (填字母)。
A．抗腐蚀性好 B．密度小 C．硬度大
（2）氢氧燃料电池汽车在行驶过程中的能量转化过程是 (用“→”表示)。
（3）工业上制取铝通常采用电解法，氧化铝在通电和催化剂条件下分解生成两种单质，请写出电解氧化铝的化学方程式 。
（4）氢氧燃料电池汽车相对于燃油汽车，不仅节约了 还减少了汽车尾气的排放。
（5）电动汽车中的导线材质都是铜。某兴趣小组同学想从铁和硫酸铜反应后的废液中回收金属铜，设计了如下方案，
试回答：
①固体A中一定不含 (填化学式)
②滤液B中一定含有的溶质 (填化学式)
【答案】（1）B
（2）化学能→电能→机械能
（3）2Al2O3=4Al+3O2↑(条件是催化剂、通电)
（4）石油资源
（5）Fe；FeSO4
【知识点】金属活动性顺序及其应用；物质发生化学变化时的能量变化；化石燃料的利用与保护
【解析】【解答】（1） 铝合金与铁合金相比，其在物理性质上具有的优点是密度小，故选Ｂ；
（2） 氢氧燃料电池汽车在行驶过程中的能量转化过程是化学能先转化为电能，然后再转化为机械能；
（3）氧化铝在催化剂通电条件下生成铝和氧气，反应方程式为 2Al2O34Al+3O2↑；
（4） 氢氧燃料电池汽车相对于燃油汽车，不仅节约了石油资源还减少尾气的排放；
（5） ①固体A为加入一定量铁粉时，铁与硫酸铜反应后过滤所得，且加盐酸无现象，所以一定不含铁； ②滤液B中一定含有的溶质是铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁；
【分析】（1）根据铝合金密度小分析；
（2）根据燃料电池能量转化为 化学能→电能→机械能 分析；
（3）根据方程式书写原则分析；
（4）根据氢氧燃料电池可解决化石燃料危机分析；
（5）根据铁与硫酸铜能反应生成硫酸亚铁和铜，铁能与酸反应产生氢气分析。
11．（2020·北京）阅读下面科普短文。氢能是公认的高热值清洁能源。目前，氢气的来源如图1所示。化石资源制氢最为成熟。水煤气变换反应： ，是化石资源制氢过称中的重要反应之一。北京大学团队研究了在不同温度下，多种催化剂对水煤气变换反应中CO转化率的影响，结果如图2所示。
电解水制氢过程简便，但造价高昂，利用太阳能制氢是未来的发展方向，“人造太阳”的探索也就应运而生。我囯“人造太阳”大科学装置“东方超环”利用的是核聚变，当氘、氚核聚变温度达到1亿摄氏度、持续时间超过1000秒，就能形成持续反应，为水分解提供能量。2020年4月，“东方超环”实现了1亿摄氏度运行近10秒，取得重大突破。除了氢气的生产，其运输、储存和利用等仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。
依据文章内容回答下列问题。
（1）目前氢气的主要来源是 。
（2）图2中，催化剂为2%Au/a-MoC时，CO转化率和温度的关系是 。
（3）根据下表信息可知氘、氚都属于氢元素，理由是 。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氚 1 2 1
（4）下列说法正确的是___（填序号）。
A．a-MoC可使CO转化率接近100%
B．水电解制氢的不足是造价高昂
C．利用太阳能制氢是未来发展方向
D．“东方超环”利用核聚变提供能量
【答案】（1）化石资源制氢
（2）在其他条件相同时，温度范围在50℃~400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升再下降
（3）氘和氚的质子数为1，属于相同质子数的一类原子，都属于氢元素
（4）B；C；D
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】（1）目前，化石资源制氢最为成熟，目前氢气的主要来源是化石资源制氢；（2）图2中，催化剂为2%Au/a-MoC时，CO转化率和温度的关系是在其他条件相同时，温度范围在50℃~400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升，达到一定数值后，温度继续升高时，转化率又下降；（3）元素是质子数相同的同一类原子的总称，根据表中信息可知氘、氚都属于氢元素，理由是质子数相同，都是1；（4）A、由图可知，催化剂为2%Au/a-MoC时，在一定温度范围内，可使CO转化率接近100%，选项不正确；
B、由题中信息可知，电解水制氢过程简便，但造价高昂，选项正确；
C、利用太阳能制氢是未来发展方向，选项正确；
D、我囯“人造太阳”大科学装置“东方超环”利用的是核聚变，当氘、氚核聚变温度达到1亿摄氏度、持续时间超过1000秒，就能形成持续反应，为水分解提供能量。选项正确。
故答案为：BCD。
【分析】（1）根据题中的信息分析
（2）分析图2中的数据解答
（3）根据元素的概念分析
（4）根据题中的信息分析
12．（2018·昌平模拟）同学们在“可爱的化学能源”实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。
【提出问题】影响自制电池效果的因素有哪些？
【查阅资料】电极材料、电极间距离、水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
【进行实验】
①选择水果和金属材料：水果选用西红柿、柠檬，金属材料选用铜片、锌片或铁片。
②将金属材料插入水果中，并测量距离，用导线连接金属材料和电流计，测量产生的电流。(实验装置如图所示)
部分实验记录如下表所示。
序号 电极 电极距离 水果种类 电流计示数(uA)
① Cu-Zn 2.0cm 西红柿 72.5
② Cu-Fe 2.0cm 西红柿 69
③ Cu-Cu 2.0cm 西红柿 0.0
④ Cu-Zn 2.0cm 柠檬 37.3
⑤ Cu-Zn 1.0cm 柠檬 95.7
【解释与结论】
（1）实验①②③的目的是 。
（2）欲得出“水果种类对电池效果有影响” 的结论，需要对比 (填序号)。
（3）对比实验④和⑤，得出的结论是 。
（4）【反思与评价】
对比实验①②③，可知构成水果电池的电极必须具备条件为 。
（5）水果电池是利用水果中的化学物质和金属片发生化学反应而产生电能的一种装置。将实验①中的西红柿换成稀硫酸，进行实验，电流计示数不为零，发生反应的化学方程式为 。由此可知，化学反应中除有新物质生成，还伴随有 变化。
【答案】（1）探究电极材料对电池效果的影响
（2）①④
（3）其他条件相同时，电极间距离越小，电流越大，电池效果越好
（4）两极金属材料活动性不同
（5）Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑；能量
【知识点】实验探究物质的性质或变化规律；实验探究物质的组成成分以及含量
【解析】【解答】(1)实验①②③中，电极距离和水果种类相同，只有电极材料不同，而电流计的示数不同，由此可知这三个实验进行对比探究了电极材料对电池效果的影响；(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，就需要选择其他条件相同，只有水果种类不同的实验进行对比，如实验①和实验④；(3)实验④和⑤中，电极材料和水果种类相同，只有电极距离不同，而电流计的示数也不同，电极间距离越小，电流越大，这说明了其他条件相同时，电极间距离越小，电流越大，电池效果越好；(4)对比实验①②③可知，在两极的金属材料不同时，才会产生电流，也就是构成水果电池的电极必须具备两极金属材料活动性不同；故填：两极金属材料活动性不同；(5)铜是不活泼的金属，与稀硫酸不反应而锌是活泼的金属，能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；电流计示数不为零，说明了化学反应中还伴随着能量的变化。
【分析】（1）根据实验中的变量与不变量来分析；
（2）根据在其他条件相同而只有水果种类不同的实验来分析；
（3）根据实验④和⑤的相同点和不同点来分析；
（4）分析实验①②③进行总结；
（5）根据化学反应的原理来书写化学方程式，根据化学变化中的能量变化来分析。
1 / 1初中化学鲁教版九年级下学期 第十一单元第一节 化学与能源开发
一、单选题
1．（2020·山西）能源是一个国家经济和民生的动力，也是持续发展不竭的源泉。在多样化的能源中，属于可再生能源的是（ ）
A．煤 B．风能
C．天然气 D．石油
2．（2020·佳县模拟）使用绿色能源有利于保护环境。下列能源不属于绿色能源的是（ ）
A．氢能源 B．化石能源 C．风能 D．太阳能
3．（2020九上·南岗期末）下列有关资源的叙述正确的是（ ）
A．地壳中含量最多是金属元素是铁，目前提取量最大的也是铁
B．海水中含有80多种元素，含量最多的非金属元素是氯
C．世界上铜的年产量已超过了铝，位于铁之后，居第二位
D．目前世界上已有50%以上的铁得到了回收利用
4．（2020·娄底模拟）被称之为“软电池”的纸质电池采用薄层纸片作为传导反应为： ，避免了传统电池所带来的污染问题。则下列说法正确的是（ ）
A．该反应中二氧化锰作催化剂
B．反应前后有三种氧化物，且常温下都为固体
C．其工作原理是将化学能转化为电能
D．反应中只有锌元素化合价发生了变化
5．（2019九上·玄武月考）下图是太阳能燃料电池的组成与功能示意图。夜晚，太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为（）
A．化学能→电能→热能 B．太阳能→电能→热能
C．电能→化学能→电能→热能 D．太阳能→化学能→电能→热能
6．（2018九上·漳浦期中）被称为“软电池”的纸质电池，采用薄层纸片作为传导体，电池总反应为Zn+MnO2+H2O→ZnO+MnO（OH），避免了传统电池所带来的污染问题。下列说法错误的是（）
A．反应后锌元素化合价升高
B．反应中二氧化锰作催化剂
C．反应物中有两种物质是氧化物
D．使用该电池可减少对环境的污染
二、填空题
7．（2020九上·莲湖期末）氢气是理想的清洁、高能燃料。
（1）氢气被认为是21世纪最具发展潜力的清洁能源，其原因是 （写一条）。
（2）氢气燃烧产生 色火焰，写出氢气燃烧的化学方程式： ；点燃氢气前一定要 。
（3）氢能源目前没有被大规模使用的原因是 （写一条）。
8．（2020·顺德模拟）如图是一种太阳能电池板示意图，回答下列问题：
（1）图中有标号的材料中，属于金属材料的是 （填标号，下同），含有非金属单质的是 。
（2）图中使用了两种合金。合金与纯金属相比，有许多优良性能，如： （写出1点即可）。
（3）“铜丝导线”若长时间裸露在空气中，则表面会出现一层铜绿（化学式为[Cu2（OH）2CO3]），它是铜与空气中的O2、H2O、 （填化学式）共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物，请写出铜绿分解的化学反应方程式： 。
（4）推广使用太阳能电池的意义是： （写出1点即可）。
三、综合题
9．（2020九上·南昌期末）在去年的全国两会上，氢能源首次被写入《政府工作报告》。目前氢能源发展较快的为氢燃料电池汽车，如图是氢、氧燃料电池的示意图。电池工作时，H2与O2反应生成水，同时电流计指针发生偏转。
（1）氢能源首次被写入《政府工作报告》是由于氢能源具有下列优点
A 制取成本低
B 零排放、无污染
C 资源丰富
D 热值高
（2）请写出燃料电池工作时反应的化学方程式： 。
（3）以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法，其反应过程如图所示，下列说法错误的是
A 该流程可实现太阳能向化学能的转化
B 制得H2中氢元素最初来源于水和硫酸
C 反应I中，发生反应的化学方程式为：
D 所有涉及的反应中，有四种元素的化合价发生了改变
10．（2020九下·哈尔滨月考）氢氧燃料电池汽车是一种真正意义上的“零排放，无污染”载运工具，是利用原电池原理，将氢气与氧气通过反应形成电流，并为电动机供电驱动车辆行驶。请回答问题：
（1）一些汽车车体采用铝合金制成，是因为铝合金与铁合金相比，其在物理性质上具有的优点是 (填字母)。
A．抗腐蚀性好 B．密度小 C．硬度大
（2）氢氧燃料电池汽车在行驶过程中的能量转化过程是 (用“→”表示)。
（3）工业上制取铝通常采用电解法，氧化铝在通电和催化剂条件下分解生成两种单质，请写出电解氧化铝的化学方程式 。
（4）氢氧燃料电池汽车相对于燃油汽车，不仅节约了 还减少了汽车尾气的排放。
（5）电动汽车中的导线材质都是铜。某兴趣小组同学想从铁和硫酸铜反应后的废液中回收金属铜，设计了如下方案，
试回答：
①固体A中一定不含 (填化学式)
②滤液B中一定含有的溶质 (填化学式)
11．（2020·北京）阅读下面科普短文。氢能是公认的高热值清洁能源。目前，氢气的来源如图1所示。化石资源制氢最为成熟。水煤气变换反应： ，是化石资源制氢过称中的重要反应之一。北京大学团队研究了在不同温度下，多种催化剂对水煤气变换反应中CO转化率的影响，结果如图2所示。
电解水制氢过程简便，但造价高昂，利用太阳能制氢是未来的发展方向，“人造太阳”的探索也就应运而生。我囯“人造太阳”大科学装置“东方超环”利用的是核聚变，当氘、氚核聚变温度达到1亿摄氏度、持续时间超过1000秒，就能形成持续反应，为水分解提供能量。2020年4月，“东方超环”实现了1亿摄氏度运行近10秒，取得重大突破。除了氢气的生产，其运输、储存和利用等仍面临诸多挑战，需要人们不断探索。
依据文章内容回答下列问题。
（1）目前氢气的主要来源是 。
（2）图2中，催化剂为2%Au/a-MoC时，CO转化率和温度的关系是 。
（3）根据下表信息可知氘、氚都属于氢元素，理由是 。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氚 1 2 1
（4）下列说法正确的是___（填序号）。
A．a-MoC可使CO转化率接近100%
B．水电解制氢的不足是造价高昂
C．利用太阳能制氢是未来发展方向
D．“东方超环”利用核聚变提供能量
12．（2018·昌平模拟）同学们在“可爱的化学能源”实验中，对影响自制电池效果的因素进行了实验探究。
【提出问题】影响自制电池效果的因素有哪些？
【查阅资料】电极材料、电极间距离、水果种类对自制水果电池的效果可能有影响。
【进行实验】
①选择水果和金属材料：水果选用西红柿、柠檬，金属材料选用铜片、锌片或铁片。
②将金属材料插入水果中，并测量距离，用导线连接金属材料和电流计，测量产生的电流。(实验装置如图所示)
部分实验记录如下表所示。
序号 电极 电极距离 水果种类 电流计示数(uA)
① Cu-Zn 2.0cm 西红柿 72.5
② Cu-Fe 2.0cm 西红柿 69
③ Cu-Cu 2.0cm 西红柿 0.0
④ Cu-Zn 2.0cm 柠檬 37.3
⑤ Cu-Zn 1.0cm 柠檬 95.7
【解释与结论】
（1）实验①②③的目的是 。
（2）欲得出“水果种类对电池效果有影响” 的结论，需要对比 (填序号)。
（3）对比实验④和⑤，得出的结论是 。
（4）【反思与评价】
对比实验①②③，可知构成水果电池的电极必须具备条件为 。
（5）水果电池是利用水果中的化学物质和金属片发生化学反应而产生电能的一种装置。将实验①中的西红柿换成稀硫酸，进行实验，电流计示数不为零，发生反应的化学方程式为 。由此可知，化学反应中除有新物质生成，还伴随有 变化。
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】A、煤是化石燃料，属于不可再生能源，故A不符合题意；
B、风能属于可再生能源，故B符合题意；
C、天然气是化石燃料，属于不可再生能源，故C不符合题意；
D、石油是化石燃料，属于不可再生能源，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】可再生能源是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源。
2．【答案】B
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】A. 氢能燃烧产物是水，无污染，使用后不会对环境造成污染，属于绿色能源，故不符合题意。
B. 化石能源燃烧时除了产生大量的二氧化碳之外，也会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体，故不属于绿色能源，符合题意。
C. 风能的使用不产生环境的污染物，属于绿色能源，故不符合题意。
D. 太阳能的使用后不会对环境造成污染，属于绿色能源，故不符合题意。
故答案为：B。
【分析】化石能源是不可再生能源。
3．【答案】D
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】A、地壳中含量最多的金属元素是铝，提取量最大的是铁，不符合题意；
B、海水中含量最多的物质是水，最多的非金属元素是氧，不符合题意；
C、世界上铝的年产量位于铁之后，居第二位，不符合题意；
D、目前世界上已有50%以上的铁得到了回收利用，符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、根据地壳中元素的含量分析
B、根据海水中含有的元素分析
C、根据金属的产量分析
D、根据回收的金属铁分析
4．【答案】C
【知识点】催化剂的特点与催化作用；化合价规律和原则；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】A、在该反应中二氧化锰是反应物，不是催化剂，说法不符合题意；
B、反应前后有三种氧化物，常温水为液态，说法不符合题意；
C、该电池是将化学能转化为电能，故符合题意；
D、反应前后锰元素化合价由+4变为+3，也发生了变化，说法不符合题意。
故答案为：C。
【分析】A、根据该反应中二氧化锰为反应物分析；
B、根据氧化物定义及水常温为液态分析；
C、根据电池的能量转化为化学能变电能分析；
D、根据化合物中元素化合价代数和为0分析。
5．【答案】A
【知识点】物质发生化学变化时的能量变化
【解析】【解答】夜晚，太阳能燃料电池工作的原理是利用白天电解槽产生的氢气和氧气反应，把产生的能量转化为电能，然后利用电能给热水器加热。太阳能燃料电池工作时的能量转化途径为化学能→电能→热能。
故答案为：A。
【分析】根据太阳能燃料电池工作的原理进行分析
6．【答案】B
【知识点】新材料的开发与社会发展的密切关系；有关元素化合价的计算；从组成上识别氧化物
【解析】【解答】A、该电池反应中锌元素化合价由0价升高到+2价，故A不符合题意；
B、在该反应中二氧化锰是反应物，质量减少，故B符合题意；
C、氧化物是由两种元素组成并且一种元素是氧元素的化合物，所以MnO2 、 H2O都是氧化物，故C不符合题意；
D、该电池避免了传统电池所带来的污染问题，开发利用该电池可以减少对环境的污染，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、反应中锌元素化合价由0价升高到+2价，反应后锌元素化合价升高；
B、反应中二氧化锰是反应物；
C、反应物中的MnO2 、 H2O都是氧化物；
D、该电池的优点就是避免了传统电池所带来的污染问题。
7．【答案】（1）燃烧产物只有水（合理即可）
（2）淡蓝；；检验氢气的纯度
（3）制取成本高（合理即可）
【知识点】氢气的化学性质与燃烧实验；氢气的用途和氢能的优缺点
【解析】【解答】(1) 氢气被认为是21世纪最具发展潜力的清洁能源，其原因是：燃烧产物只有水（合理即可）。(2) 氢气燃烧产生淡蓝色火焰，氢气燃烧生成水，化学方程式为： ；点燃氢气前一定要验纯，防止氢气与空气混合后点燃发生爆炸。(3) 氢能源目前没有被大规模使用的原因是：制取成本高、运输和贮存困难等（合理即可）。
【分析】（1）氢气燃烧后的产物只有水，不会污染空气，被认为是最清洁的能源；
（2） 混有空气或氧气的氢气点燃时可能会发生爆炸，所以点燃氢气前一定要验纯；纯净的氢气在空气中安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，放出热量，反应的化学方程式为 ；
（3）氢气作为最清洁的能源，目前没有被大规模的使用，其原因是制取成本高、储存困难等。
8．【答案】（1）①②⑤；③
（2）耐腐蚀
（3）CO2；Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑
（4）节约化石能源（减少环境污染等）
【知识点】常见金属的特性及其应用；合金与合金的性质
【解析】【解答】解：（1）图中有标号的材料中，属于金属材料的是①②⑤，含有非金属单质的是③。故填：①②⑤；③。（2）合金与纯金属相比，有许多优良性能，如：硬度大、密度小、耐腐蚀等。故填：耐腐蚀。（3）“铜丝导线”若长时间裸露在空气中，则表面会出现一层铜绿（化学式为[Cu2（OH）2CO3]），它是铜与空气中的O2、H2O、CO2共同反应的产物。铜绿在加热条件下会分解生成三种氧化物；铜绿受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，反应的化学反应方程式：Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。
故填：CO2；Cu2（OH）2CO3 2CuO+H2O+CO2↑。（4）推广使用太阳能电池的意义：节约化石能源、减少环境污染等。故填：节约化石能源（减少环境污染等）。
【分析】（1）根据金属材料包括金属和合金、硅为非金属材料分析；
（2）根据合金的耐腐蚀性分析；
（3）根据铜锈的组成元素及空气的成分分析；
（4）根据新能源的环保特点分析。
9．【答案】（1）BCD
（2）
（3）B
【知识点】电解水实验
【解析】【解答】（1）氢气在氧气中点燃生成水，放出大量热，氢能源的优点是零排放、无污染、资源丰富、热值高，
故答案为：BCD。（2）燃料电池工作时反应是氢气在氧气中点燃生成水，反应的化学方程式 。（3）A、由“以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法”，可知该流程可实现太阳能向化学能的转化，故A正确；
B、反应I的化学方程式为 ，根据质量守恒定律可知，制得H2中氢元素最初来源于水，故B不正确；
C、由图可知，反应I为二氧化硫与碘和水发生氧化还原反应生成硫酸和HI，反应的化学方程式为 ，故C正确；
D、反应I中，I的化合价由0转化为 1，S的化合价由+4转化为+6；反应I中，O的化合价由 2转化为0，S的化合价由+6转化为+4；反应Ⅲ中，H和I由化合态变为游离态，元素的化合价发生了改变，故D正确。
故答案为：B。
【分析】氢气在氧气中点燃生成水，二氧化硫与碘和水发生氧化还原反应生成硫酸和碘化氢。
10．【答案】（1）B
（2）化学能→电能→机械能
（3）2Al2O3=4Al+3O2↑(条件是催化剂、通电)
（4）石油资源
（5）Fe；FeSO4
【知识点】金属活动性顺序及其应用；物质发生化学变化时的能量变化；化石燃料的利用与保护
【解析】【解答】（1） 铝合金与铁合金相比，其在物理性质上具有的优点是密度小，故选Ｂ；
（2） 氢氧燃料电池汽车在行驶过程中的能量转化过程是化学能先转化为电能，然后再转化为机械能；
（3）氧化铝在催化剂通电条件下生成铝和氧气，反应方程式为 2Al2O34Al+3O2↑；
（4） 氢氧燃料电池汽车相对于燃油汽车，不仅节约了石油资源还减少尾气的排放；
（5） ①固体A为加入一定量铁粉时，铁与硫酸铜反应后过滤所得，且加盐酸无现象，所以一定不含铁； ②滤液B中一定含有的溶质是铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁；
【分析】（1）根据铝合金密度小分析；
（2）根据燃料电池能量转化为 化学能→电能→机械能 分析；
（3）根据方程式书写原则分析；
（4）根据氢氧燃料电池可解决化石燃料危机分析；
（5）根据铁与硫酸铜能反应生成硫酸亚铁和铜，铁能与酸反应产生氢气分析。
11．【答案】（1）化石资源制氢
（2）在其他条件相同时，温度范围在50℃~400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升再下降
（3）氘和氚的质子数为1，属于相同质子数的一类原子，都属于氢元素
（4）B；C；D
【知识点】资源综合利用和新能源开发
【解析】【解答】（1）目前，化石资源制氢最为成熟，目前氢气的主要来源是化石资源制氢；（2）图2中，催化剂为2%Au/a-MoC时，CO转化率和温度的关系是在其他条件相同时，温度范围在50℃~400℃之间，CO转化率随温度的增大先上升，达到一定数值后，温度继续升高时，转化率又下降；（3）元素是质子数相同的同一类原子的总称，根据表中信息可知氘、氚都属于氢元素，理由是质子数相同，都是1；（4）A、由图可知，催化剂为2%Au/a-MoC时，在一定温度范围内，可使CO转化率接近100%，选项不正确；
B、由题中信息可知，电解水制氢过程简便，但造价高昂，选项正确；
C、利用太阳能制氢是未来发展方向，选项正确；
D、我囯“人造太阳”大科学装置“东方超环”利用的是核聚变，当氘、氚核聚变温度达到1亿摄氏度、持续时间超过1000秒，就能形成持续反应，为水分解提供能量。选项正确。
故答案为：BCD。
【分析】（1）根据题中的信息分析
（2）分析图2中的数据解答
（3）根据元素的概念分析
（4）根据题中的信息分析
12．【答案】（1）探究电极材料对电池效果的影响
（2）①④
（3）其他条件相同时，电极间距离越小，电流越大，电池效果越好
（4）两极金属材料活动性不同
（5）Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑；能量
【知识点】实验探究物质的性质或变化规律；实验探究物质的组成成分以及含量
【解析】【解答】(1)实验①②③中，电极距离和水果种类相同，只有电极材料不同，而电流计的示数不同，由此可知这三个实验进行对比探究了电极材料对电池效果的影响；(2)欲得出“水果种类对电池效果有影响”的结论，就需要选择其他条件相同，只有水果种类不同的实验进行对比，如实验①和实验④；(3)实验④和⑤中，电极材料和水果种类相同，只有电极距离不同，而电流计的示数也不同，电极间距离越小，电流越大，这说明了其他条件相同时，电极间距离越小，电流越大，电池效果越好；(4)对比实验①②③可知，在两极的金属材料不同时，才会产生电流，也就是构成水果电池的电极必须具备两极金属材料活动性不同；故填：两极金属材料活动性不同；(5)铜是不活泼的金属，与稀硫酸不反应而锌是活泼的金属，能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；电流计示数不为零，说明了化学反应中还伴随着能量的变化。
【分析】（1）根据实验中的变量与不变量来分析；
（2）根据在其他条件相同而只有水果种类不同的实验来分析；
（3）根据实验④和⑤的相同点和不同点来分析；
（4）分析实验①②③进行总结；
（5）根据化学反应的原理来书写化学方程式，根据化学变化中的能量变化来分析。
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