《2025年经纶学典学霸九年级化学下册沪教版》

7. (2023·永州)中国向世界承诺到2060年实现碳中和的气候目标，正在加快氢能、新技术储能、可控核聚变等颠覆性技术攻关及其工业化，为宜居地球和绿色地球贡献中国力量。氢气作为新能源有很多优点，其燃烧后的产物为水，无污染，符合绿色化学的要求，制取和储存H₂是氢能源利用领域的研究热点。请回答下列问题：
(1)实验室电解水制氢，与电源负极相连的电极产生的气体是______(填“H₂”或“O₂”)。
(2)工业上一种制取H₂的方法为$CO + H₂O\xlongequal{催化剂}CO₂ + H₂，$其生成物CO₂和H₂在一种新型催化剂作用下进一步反应，其反应微观过程模型示意图如图1，从该示意图可以判断生成物C与D的分子个数比为______。
　　　　　　　　　　　　　　02　HO 　　Fe,O||−阳能|−−FeO H　图2
(3)利用太阳能将______转化为氢能是一种理想的途径，某种光分解水的循环反应过程如图2所示。该循环过程中不断消耗的物质是______(填化学式)。
(4)合金Mg₂Cu是一种潜在的储氢材料，该合金在一定条件下完全吸氢发生反应：$2Mg₂Cu + 3H₂\xlongequal{350℃}3MgH₂ + MgCu₂，$MgH₂与水反应生成白色的Mg(OH)₂沉淀，并释放出H₂，其化学方程式为____________________________。

答案： 7.
(1)$H_{2}$
(2)1:1
(3)水 $H_{2}O$
(4)$MgH_{2}+2H_{2}O\xlongequal{\;\;}Mg(OH)_{2}+2H_{2}\uparrow$
解析:
(1)电解水的实验中，与电源负极相连的电极产生的气体是$H_{2}$。
(2)据题目信息结合微观示意图可知，二氧化碳和氢气在一种新型催化剂作用下反应的化学方程式为$CO_{2}+3H_{2}\xlongequal{新型催化剂}H_{2}O + CH_{3}OH$，所以生成物C与D的分子个数比为1:1。
(3)利用太阳能将水转化为氢能是一种理想的途径，此反应是水在光的作用下分解生成氢气和氧气，所以该循环过程中不断消耗的物质是水，化学式为$H_{2}O$。
(4)氢化镁与水反应生成氢氧化镁沉淀和氢气，反应的化学方程式为$MgH_{2}+2H_{2}O\xlongequal{\;\;}Mg(OH)_{2}+2H_{2}\uparrow$。

8. 新趋势 跨学科融合 化学能转化为电能，在生产、生活中有重要的应用。
(1)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型电池。图1是氢氧燃料电池的示意图，电池工作时，H₂和O₂反应生成水，同时提供电能，电池中溶液的pH______(填“变大”“变小”或“不变”)。
　　　　
(2)某学校研究小组对废干电池筒内的黑色物质(可能含有MnO₂、ZnCl₂、NH₄Cl等)进行研究。
查阅资料得知：NH₄Cl具有铵态氮肥的性质；ZnCl₂溶液中逐滴加入稀氨水，先生成Zn(OH)₂白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的[Zn(NH₃)₄]Cl₂。
据此，小组同学进行了如下实验探究(图2)：
　
①操作B中玻璃棒的作用是______；操作C中灼烧黑色滤渣时，会产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，操作D的试管中产生的气体使带火星的木条复燃。由此得出结论：黑色滤渣中含有______。
②操作D的试管中产生无色气体的化学方程式是____________________________。
③取少量操作B中的滤液于试管中并逐滴加入______，观察到____________。由此得出结论：操作B的滤液中含有ZnCl₂。
④ZnCl₂和NH₄Cl混合溶液中含有杂质CuCl₂，会加速对电池的腐蚀，欲除去Cu²⁺，最好选用下列试剂中的______(填字母)。
a. NaOH b. Zn
c. Fe d. Na₂CO₃

答案： 8.
(1)变小
(2)①引流 碳、二氧化锰 ②$2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow$ ③稀氨水 先生成白色沉淀，然后沉淀溶解 ④b
解析:
(1)电池工作时，$H_{2}$和$O_{2}$反应生成水，同时提供电能，电池中溶液质量增大，碱性减弱，溶液的pH变小。
(2)①操作B中玻璃棒的作用是引流;操作C中灼烧黑色滤渣时，会产生一种使澄清石灰水变浑浊的气体，即二氧化碳，是因为碳燃烧生成二氧化碳，说明滤渣中含有碳，操作D的试管中产生的气体使带火星的木条复燃，说明滤渣中含有二氧化锰，由此得出结论:黑色滤渣中含有碳、二氧化锰。②操作D的试管中产生无色气体，是因为过氧化氢在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气，反应的化学方程式是$2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2}\uparrow$。③取少量滤液于试管中并逐滴加入稀氨水，观察到先生成白色沉淀，然后沉淀溶解$\{ZnCl_{2}$溶液中逐滴滴入稀氨水，先生成$Zn(OH)_{2}$白色沉淀，然后沉淀溶解，生成可溶性的$[Zn(NH_{3})_{4}]Cl_{2}\}$。由此得出结论:操作B的滤液中含有$ZnCl_{2}$。④欲除去$Cu^{2+}$，最好选用试剂中的Zn，因为锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜，既除去了铜离子，又不引入新的杂质。