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$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{高温}CO_{2} + H_{2}}$
CaO能吸收水蒸气,使得混合气体的总体积减小
可再生
能源
每个氢离子在B电极
表面得到1个电子变成氢原子,2个氢原子结合成1个氢分子,氢分子聚集成氢气
物理
2
不可再生

增大柴草与氧气的接触面积,
使燃烧更充分
一氧化碳
上方
单位质量的天然气燃烧比煤燃烧释放的热量高(或单位质量的天然气燃烧比煤燃烧产生的二氧化硫少,污染小(合理即可))

【分析】
本题围绕氢气的制取与储存展开,分两部分解答:
1. 制取氢气部分:
(1) 实验室用锌与稀硫酸发生置换反应制取氢气,需正确书写反应的化学方程式,标注气体符号。
(2) ① CO与水蒸气在高温下反应生成CO₂和H₂,根据反应物、生成物及反应条件配平化学方程式;② CaO可吸收混合气体中的水蒸气,使混合气体总体积减小,从而提高H₂的百分含量。
(3) 太阳能能源源不断从自然界获取,属于可再生能源;电解水时,B电极为阴极,H⁺移向该电极,得电子生成H原子,再结合为H₂分子,最终聚集成氢气。
2. 储存氢气部分:
(4) 碳纳米管吸附储氢是利用疏松多孔结构吸附氢气,无新物质生成,属于物理变化。
(5) 根据MgHₙ中Mg与H的质量比,结合Mg的相对原子质量,列式计算n的值。
【解析】
Ⅰ. (1) 锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$。
(2) ① CO与水蒸气在高温条件下反应生成二氧化碳和氢气,化学方程式为:$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{高温}CO_{2} + H_{2}}$;② CaO能与混合气体中的水蒸气反应,吸收水蒸气使混合气体总体积减小,因此H₂在混合气体中的百分含量提高。
(3) 太阳能可源源不断从自然界获得,属于可再生能源;B电极表面,每个氢离子得到1个电子变成氢原子,2个氢原子结合成1个氢分子,氢分子聚集成氢气,从而生成H₂。
Ⅱ. (4) 碳纳米管吸附储氢过程中没有新物质生成,属于物理变化。
(5) $\ce{MgH_{n}}$中Mg与H的质量比为$24:(1×n)=12:1$,解得$n=2$。
【答案】
$\ce{Zn + H_{2}SO_{4} = ZnSO_{4} + H_{2}\uparrow}$;$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal{高温}CO_{2} + H_{2}}$;CaO能吸收水蒸气,使得混合气体的总体积减小;可再生能源;每个氢离子在B电极表面得到1个电子变成氢原子,2个氢原子结合成1个氢分子,氢分子聚集成氢气;物理;2
【知识点】
化学方程式书写;能源分类;物理变化;化学式计算
【点评】
本题结合氢能源的制取与储存,考查基础化学知识,涵盖方程式书写、能源分类、电解水微观过程、物质变化类型及化学式计算,知识点紧密联系实际,难度适中,需准确掌握基础概念和计算方法。
【难度系数】
0.6
【分析】
本题围绕家用燃料的变迁设置问题,需结合化石能源的分类、促进燃烧的方法、含碳燃料的不完全燃烧产物、天然气的性质及燃料的合理利用等知识点逐一分析:
1. 第(1)问考查化石能源的分类及煤的元素组成,需明确化石能源的属性和煤的主要元素;
2. 第(2)问考查促进燃烧的方法,架空柴草是为了增大可燃物与氧气的接触面积;
3. 第(3)问考查含碳燃料不完全燃烧的有毒产物,通风不畅时会生成一氧化碳;
4. 第(4)问考查天然气的密度,甲烷密度比空气小,故报警器需装在上方;
5. 第(5)问结合图乙对比煤和天然气的燃烧效果,从热量和污染物两方面总结优点。
【解析】
(1)煤、石油和天然气是经过漫长地质年代形成的,短期内无法再生,属于不可再生能源;煤中主要含有碳元素。
(2)燃烧时架空柴草,可增大柴草与氧气的接触面积,使燃烧更充分,因此燃烧更旺。
(3)含碳燃料在通风不畅时会发生不完全燃烧,产生有毒的一氧化碳气体,使人中毒。
(4)天然气的主要成分是甲烷,甲烷密度比空气小,泄漏后会向上扩散,因此燃气报警器应安装在灶具的上方。
(5)结合图乙可知,充分燃烧1kg天然气释放的热量比煤多,且产生的SO₂质量比煤少,故家用燃料升级成天然气的优点为单位质量的天然气燃烧释放的热量高(或产生的二氧化硫少,污染小,合理即可)。
【答案】
不可再生;碳;增大柴草与氧气的接触面积,使燃烧更充分;一氧化碳;上方;单位质量的天然气燃烧比煤燃烧释放的热量高(或单位质量的天然气燃烧比煤燃烧产生的二氧化硫少,污染小,合理即可)
【知识点】
化石能源、燃烧的条件、燃料的合理利用
【点评】
本题结合家用燃料变迁的生活情境,考察化学基础知识点的应用,紧密联系生活实际,难度适中,有助于学生理解化学与生活的关联。
【难度系数】
0.8