化学与能源开发 同步练习（含答案）

化学与能源开发 同步练习
1、21世纪被称为氢能源时代。下列开发利用氢能源的研究中，你认为目前可行的是（ ）
A太阳周围氢占80%多，可取来利用
B寻找高效催化剂，使水在耗能小的情况下分解产生氢气
C利用电能等直接分解水制取氢气
D煤、石油、天然气等能源中都含有氢元素，可将其转化为氢能源使用
2、目前，科学家提出了一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系（如图所示）。下列说法错误的是（ ）
A燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能
C在此循环中发生了反应2H2O 通电 2H2↑+ O2 ↑
D目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
3、一种新型绿色电池—燃料电池，是把H2 ( http: / / www.21cnjy.com )、CO、CH4气体和空气不断输入直接氧化，使化学能转变为电能，它被称为21世纪的绿色发电站，这三种气体可以作为燃料电池所需燃料的理由是
A都是无毒无害气体
B在自然界都大量存在
C都可以燃烧并放出大量的热
D燃烧产物均为CO2和H2O
4、胡锦涛主席在2009年中国国际节能减排 ( http: / / www.21cnjy.com )和新能源科技博览会上特别强调：“……要注意开展节约资源和保护环境教育，不断增强全社会特别是青少年的节能环保意识……”。下列做法符合胡主席要求的是（ ）
A用流水漂洗衣物
B在实验中，按任意量取用药品
C随意丢弃废旧电池
D提倡使用节能技术和节能用具
5、锂电池是新型的高能电池，其质量轻、电容 ( http: / / www.21cnjy.com )量大，颇受手机、手提电脑等制造商的青睐。某种锂电池的总反应可表示为Li+MnO2=LiMnO2。以下说法正确的是依据所学化学知识回答：（ ）
A该反应属于化合反应
B该反应中Mn的化合价没有发生变化
C LiMnO2为新型的氧化物
D LiMnO2是合金
6、（1）奥运火炬燃烧时主 ( http: / / www.21cnjy.com )要是将化学能转变成_____能和能；火炬铝柄表面有一层致密的氧化铝保护膜，它是常温下铝与氧气反应生成的，该反应的化学方程式为__________________：
（2）将“嫦娥一号” 送上太空的火箭推 ( http: / / www.21cnjy.com )力巨大，因为它所使用的燃料是液氢、助燃剂是液氧，则液氢燃烧的化学方程式为______________________；液氢作燃料除了单位质量燃烧的热能最大以外，还有一个与环保有关的优点是____________________________________。
（3）汶川地震后救灾需要大量的消毒 ( http: / / www.21cnjy.com )剂，我国研制出比漂白粉更高效的饮用水消毒剂ClO2，制取ClO2反应为：X+2NaClO2=2ClO2+2NaCl，则X的化学式为_______。
7、（1）科学家预言，氢能将成为2 ( http: / / www.21cnjy.com )1世纪的主要绿色能源，而水是自然界中广泛存在的物质，你认为获取氢气的最佳途径是__________________________________。目前要实现这个途径最关键的问题是要研制出_______________________。
（2）在通常状况下，氢气是一种无色、无味的气 ( http: / / www.21cnjy.com )体，难溶于水，密度比空气小。实验室为制得0.20g氢气，某同学用质量为8.00g含有杂质的锌粒与100.00g过量的稀硫酸反应，该同学测得的有关实验数据符合下图的函数关系。（假定杂质不溶于水，也不参加反应。）
请回答下列问题：
①该同学可以用__________法收集氢气（填一种）。
②实际产生氢气的质量是多少克？（精确到0.01 g）
课后练习：
1、小林同学对所学知识归纳如下，其中有错误的一组是
A.化学与能源 B.安全知识
煤、石油、天然气——不可再生的化石燃料风能、水能、太阳能——未充分利用的绿色能源 居室装修——常开窗通风，使有害物挥发煤气泄漏——关闭气阀、严禁烟火
C.元素与人体健康 D.环保与物质利用
缺钙——易得甲状腺肿大缺氟——易生龋齿 减少水污染——合理使用农药、化肥减少白色污染——使用可降解的塑料
2、氧化银纽扣电池常用于手表和计算机，电池内的总反应可以表示为： Zn+Ag2O=ZnO+2Ag。下列说法错误的是（ ）
A该反应属于置换反应
B锌发生了氧化反应
C氧化银发生了还原反应
D锌元素的化合价降低，银元素的化合价升高
3、汽车、电动车一般使用铅 ( http: / / www.21cnjy.com )酸蓄电池，某铅酸蓄电池用的是28%的稀硫酸，现用1.0kg 98%的浓硫酸配制该稀硫酸。下列说法中正确的是（ ）
A 28%的稀硫酸中溶质与溶剂的质量比为28∶100
B用l.0kg 98%的浓硫酸可配制3.5kg 28%的稀硫酸
C配制该稀硫酸时，把水沿容器内壁缓慢注入浓硫酸中
D配制好的稀硫酸可以存放在铁制容器中
4、纽扣电池常用于计算机、手表、玩具等。纽扣电池内的总反应可以表示为Zn+Ag2O=ZnO+2Ag，下列说法错误的是（ ）
A该反应一定属于置换反应
BZn是还原剂，它发生还原反应
C Ag2O具有氧化性，反应中Ag被还原
D该反应实质上是Zn从Ag2O中夺取氧
5、2008年的北京奥运 ( http: / / www.21cnjy.com )会倡导“绿色奥运”。“绿色”的含义包括“绿化城市，绿色生活，绿色消费，人与自然和谐发展”等内容。“绿色奥运”需要从我做起，从身边的小事做起。下列做法中不符合“绿色”理念的是（ ）
①废旧电池没用了，可以随意丢弃　②推广 ( http: / / www.21cnjy.com )使用乙醇汽油　③尽量使用可降解塑料　④推广使用无磷洗涤剂　⑤工业废水直接排放到长江中　⑥为使农作物增产大量使用化肥、农药　⑦提倡使用一次性木筷、餐巾纸、塑料袋等物品　⑧同学问候发电子贺卡代替纸质贺卡
A①③⑥
B②③④⑧
C①⑤⑥
D①⑤⑥⑦
6、高铁电池是新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池放电时能长时间保持稳定的电压。高铁电池放电的化学方程式为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH。
下列叙述中错误的是（ ）
A该反应实现了化学能向电能的转化
B放电过程中锌元素的化合价降低
C高铁电池能减少汞等重金属污染
D放电过程中溶液的pH逐渐升高
7、在人类社会发展的过程中，能源起着重要的作用。
（1）天然气的主要成分（填化学式） ，它与石油和 均属于化石燃料。
（2）石油的炼制得到很多产品。下列属于石油炼制产品的是（填序号） 。
①汽油 ②柴油 ③食用酒精
（3）人们正在利用和开发太阳能、核能 ( http: / / www.21cnjy.com )及 （只填一种）等新能源。其中氘的核能开发，被认为是解决未来世界能源、环境等问题的主要途径之一，已知氘和氢是同种元素，则氘原子核内的质子数为 。
8、民生、环境与能源也成为各级政府工作关注重点。
（1）煤、石油、____________属于化石燃料，是我国的传统能源。要节约和有效利用现有的能源，我们还应开发新能源，如：__________________________________。
（2）2010年4月，美国墨西哥湾石油泄 ( http: / / www.21cnjy.com )漏，大量的原油浮于水面，造成近海海域生态严重破坏。在常温下，石油是一种难降解、_______（填“难”或“易”）溶于水的混合物。
（3）科学家预言，氢能源将成为21世 ( http: / / www.21cnjy.com )纪的主要绿色能源，而水是自然界中广泛存在的物质。依据下图，请你写出获取氢气的化学方程式：_________________
9、目前，废旧电池对环境的污染已越来越 ( http: / / www.21cnjy.com )引起人们的重视。为了实现可持续发展的战略目标，许多有识之士正在研究废旧电池的有效回收再利用技术。右图为普通电池（锌锰电池）示意图，请你根据图示分析：
（1）将回收的废旧电池进行分离 ( http: / / www.21cnjy.com )，可以得到的单质有（用化学式表示，下同） ，氧化物有 ，盐有 ，有机物有（写名称） 。
（2）小李同学想得到⑤中纯净干燥的二氧化锰和氯化铵溶液，并检验氯化铵中的铵根离子。设计了如下实验步骤，请你帮他完成：
实验步骤 实验现象 结论或解释
①剥开干电池，取出碳棒周围的黑色粉末。
②溶解、 、洗涤（填操作名称）。 得到黑色粉末和无色澄清液体 黑色粉末的成份为 。
③对黑色粉末进行 。 得到纯净的MnO2固体
④检验第②步中得到的无色澄清液体中是否含铵根离子的方法是： 。 化学方程式为：
参考答案
预习导学：
【知识回顾】
煤、石油、天然气 太阳能、地热能、风能、核能、潮汐能
【新知预习】
1、2H2 + O2 点燃 2H2O 2H2O 催化剂 2H2↑+ O2 ↑
2、化学 电
合作研讨：
自主探究一
2H2 + O2 点燃 2H2O 水中含有氢元素
廉价制备、贮存、运输等技术问题难以攻破
【解析】氢气燃烧产物是水，水中含有氢元 ( http: / / www.21cnjy.com )素，可用来制取氢气，但如何大量廉价制得氢气有待解决；由于氢气是一种易燃、易爆气体，难液化，贮存和运输既不方便也不安全，如何安全贮存氢气是氢能源开发研究的又一关键问题。
氢气燃烧产物是水，对环境无污染，且燃烧放出大量的热，是未来最理想的燃料。
自主探究二：电 化学 化学 电
氢氧化镍Ni(OH)2和氢氧化镉Cd(OH)2能溶于酸性溶液
【解析】化学电池充电时，通常电能转化为化学 ( http: / / www.21cnjy.com )能，将其贮存起来；放电时将贮存的化学能转化为电能释放出来。由于氢氧化镍Ni(OH)2和氢氧化镉Cd(OH)2均难溶于水，易溶于酸可知氢氧化镍Ni(OH)2和氢氧化镉Cd(OH)2在酸性土壤中会与酸发生反应生成可溶性Cd2+和Ni2+`，易被植物吸收。Cd2+和Ni2+都是重金属离子，有毒，会污染土壤。
【自主构建】
煤、石油、天然气 太阳能、地热能、风能、核能、
当堂检测:
1.B
【解析】太阳周围温度太高，且 ( http: / / www.21cnjy.com )距离太远，不可行；化石燃料中都含氢元素，但它们本身就是主要的能源，若转化成氢能源，成本增加，操作复杂，不可行。选B。 评价方案的一般原则：①现实可行；②成本低；③步骤简单，易行等。
2.C
【解析】由循环体系图可知，该循环中，水 ( http: / / www.21cnjy.com )是借助于太阳能光分解催化剂分解得到氢气和氧气的，而不是通过通电，C错误。氢气燃烧的产物只有水，对空气无污染，是未来较理想的能源，但如何廉价制得大量氢气、如何方便地储存、运输氢气等问题还尚待解决。
3.C
【解析】作为燃料电池燃料的物质要求能燃 ( http: / / www.21cnjy.com )烧且有大量热量产生，故选C。H2、CO、CH4燃烧的产物只有CO2和H2O，对环境无污染，是绿色燃料；但要注意CO有毒，防止泄漏。
4.D
【解析】用流水漂洗衣服浪费了水资源；在实 ( http: / / www.21cnjy.com )验中，按任意量取用药品造成了浪费；随意丢弃废旧电池会造成水污染和土壤污染，故A、B、C中的做法都不符合胡主席的要求，选D。实验中取用药品时，若没有说明用量，一般液体取1～2mL，固体只需盖满试管底部。
5.A
【解析】MnO2中Mn为+4价，变成LiMn ( http: / / www.21cnjy.com )O2后Mn为+3价， LiMnO2由三种元素组成，不是氧化物，也不是合金，A正确。B、C、D错误，选A。LiMnO2由金属离子和酸根`组成，是盐。
6.热 光 4Al + 3O2 == 2Al2O3 2H2 + O2 点燃 2H2O
燃烧产物无污染（或产物是水） Cl2
【解析】（1）铝是比较活泼的金属，在 ( http: / / www.21cnjy.com )常温下能与空气中的O2反应，生成致密的氧化铝保护膜。（2）氢气是理想的能源，最主要的原因是氢气的燃烧产物只有水，没有污染；由于氢能源的能量巨大，且产物无污染，是未来最理想的燃料。（3）因反应前后元素种类、原子个数不变，根据生成物元素种类与原子个数推测X化学式。
7.通过太阳能，使水分解产生H2 合适的催化剂
排水或向下排空气
设实际产生H2质量为x，
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑
65 2
8.00g-0.20g x
65 2
8.00g-0.20g x
X=0.24g
【解析】现今氢能源无法推广的原因之一是 ( http: / / www.21cnjy.com )生产成本过高，如何廉价获取氢能是科学研究的一个方向；从题目中可知锌完全参与反应，且从图中知Zn的质量，氢气的质量可由方程式来求。解图像题时，一般要求抓住图像的起点、终点、转折点进行分析。
课后练习：
1.C
2.D
【解析】根据置换反应的定义可得该反应式属 ( http: / / www.21cnjy.com )于置换反应，其中锌元素的化合价由0价升高到+2，反应中锌得到氧，所以锌发生的是氧化反应，被氧化。而银元素的化合价由+1价降低到0，氧化银失去了氧，所以氧化银发生的是还原反应，被还原。从而氧化银是还原剂，综上所述，选项A、B、C的说法都是正确的，只有D项的说法是错误的，选D。此题是一道信息题，通过信息对四大基本反应类型的判断及氧化还原反应中，氧化剂、还原剂、及其化合价的变化的考查，历来是中考中的重点内容。
3.B
【解析】28%的稀硫酸中溶质与溶剂 ( http: / / www.21cnjy.com )的质量比为28∶72，A错误；根据稀释前后溶质的质量不变可知，能配成28%的溶液的质量为：（1.0kgx98%)/(28%)=3.5g，B正确；稀释浓硫酸时，一定要把浓硫酸缓缓注入水中，C错误；Fe能和稀硫酸反应，因此配制的稀硫酸不可以放在铁质容器中，D错误；选B。溶质的质量分数是溶质占溶液的质量分数，而不是占溶剂的质量分数，不了解这一点会错选A。
4.B
【解析】对题干中的化学方程式进行分析 ( http: / / www.21cnjy.com )，它符合置换反应的特征，所以A选项正确。B，C，D 3个选项都属于有关氧化还原反应的分析，Zn夺取了Ag2O中的氧，Zn是还原剂，它发生氧化反应。因此可以判断B选项不正确，C，D选项正确。
反应中得到氧的物质——被氧化——发生氧化反应——做还原剂——具有还原性。
反应中失去氧的物质——被还原——发生还原反应——做氧化剂——具有氧化性。
5.D
【解析】废旧电池中含污染水源的物质，不 ( http: / / www.21cnjy.com )可随意丢弃，工业废水必须达标排放，不可滥用化肥农药，减少一次性用木筷、餐巾纸、塑料袋等物品使用，保护树木、减少“白色污染”，选D。使用乙醇汽油可减少汽车尾气对大气的污染，推广使用无磷洗涤剂可防止水的富营养化，有利于环境保护。
6．B
电池放电是将化学能转化为电能 ( http: / / www.21cnjy.com )的过程，由题给化学方程式可知，高铁电池放电时，锌元素的化合价升高，生成强碱KOH等，溶液的pH增大，选项A、C、D正确，B错误，选B。溶液pH增大与生成KOH有关，与Zn(OH)2、Fe(OH)3无关，因为Zn(OH)2、Fe(OH)2不溶于水，不能解离出OH-。
7．（1）CH4 煤（2）① ②（3）潮汐、地热等 1
8．天然气 太阳能、地热能、风能、核能、潮汐能 难
2H2O 催化剂 2H2↑+ O2 ↑
【解析】氢能源是一种绿色能 ( http: / / www.21cnjy.com )源，图中显示制取氢能源的原料为水，用太阳能、催化剂使水分解为H2。氢能源具有来源广泛、燃烧值高、产物无污染、可再生等优点，将成为最理想的燃料。
9.（1）Cu、C、Zn MnO2 NH4Cl、ZnCl2 淀粉
（2）②过滤 二氧化锰和炭粉 ③灼烧 ( http: / / www.21cnjy.com )（或暴露在空气中加强热） ④取样于试管中，加入氢氧化钠溶液并加热（把湿润的红色石蕊试纸放在试管口），强烈刺激性气味（或湿润的红色石蕊试纸变蓝色） NH4Cl＋NaOH==NaCl＋H2O＋NH3↑
提示：要从混合物中分离出二氧化锰和氯化铵，应采用过滤的方法；检验铵盐所用的试剂是碱溶液，如氢氧化钠溶液。
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