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九年级化学填空题一般
题目
氢气的开发利用是氢能研究的热点.
一、氢气的发现和制备
(1)1766(1)1766年,英国科学家卡文迪许用铁与稀盐酸作用,制得了可燃性的H2H_{2},同时还得到了浅绿色的氯化亚铁溶液,写出该反应的符号表达式______.
(2)(2)甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一,主要流程如图11:

①"分离"时K2CO3K_{2}CO_{3}溶液吸收CO2CO_{2}发生化合反应生成KHCO3KHCO_{3},反应的符号表达式______.
②甲烷无氧催化重整可获得碳氢化合物XX,XX的相对分子质量为106106,且碳、氢元素的质量比为48:548:5,则XX的化学式为______.
二、氢气的贮存和释放
Mg2CuMg_{2}Cu可用于化学储氢,其贮氢与释氢过程如图22所示.
(3)(3)贮氢反应需要在高温和隔绝空气的条件下进行,隔绝空气的原因______.
(4)(4)释氢释放的H2H_{2}比贮氢吸收的H2H_{2}______(选填"多"或"少"或"不变").
(5)(5)释放出的氢气可用作氢燃料电池,氢燃料电池工作时将______能转化为电能.
(6)2022(6)2022年北京冬奥会火炬"飞扬"以氢气为燃料,氢气燃烧的符号表达式为______.
三、氢气在工业生产中的应用
合成氨工艺需要用到氢气,在铁触媒作用下,用体积比为1:31:3的氮气和氢气合成氨气.
(7)N2(7)N_{2}是合成氨的重要原料.工业上可从空气中获得N2N_{2},利用空气中各成分的______不同将空气成分进行分离.
(8)Fe3O4(8)Fe_{3}O_{4}是铁触媒的主要成分.合成氨催化过程中因部分Fe3O4Fe_{3}O_{4}H2H_{2}反应使催化剂"失效".在一定温度下可用O2O_{2}将其"再生",原理如图33所示."再生"过程中铁元素的质量分数______(选填"变大""不变""变小")(选填"变大"、"不变"或"变小").
(9)(9)44Fe3O4Fe_{3}O_{4}在失效和再生过程中的质量与时间变化的关系图.
T1T3T_{1}\sim T_{3}时刻,是Fe3O4Fe_{3}O_{4}失效过程,T4T5T_{4}\sim T_{5}时刻,是固体再生过程.
则:AA点处,固体中铁元素的质量=______g= \_\_\_\_\_\_g.
BB点处,固体中含Fe3O4Fe_{3}O_{4}的质量为46.4g46.4g,则M=______gM= \_\_\_\_\_\_g.(写出计算过程)
知识点:电解水实验章节:专题5 初探溶液奥秘 / 单元1 自然界中的水

答案与解析

答案

(1)铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的符号表达式为Fe+HClFeCl2+H2Fe+HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}
(2)(2)①分离”时K2CO3K_{2}CO_{3}溶液吸收CO2CO_{2}发生化合反应生成KHCO3KHCO_{3},根据质量守恒定律可知,反应物中有水,则反应为碳酸钾、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钾,反应的符号表达式K2CO3+H2O+CO2KHCO3K_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow KHCO_{3}
②甲烷无氧催化重整可获得碳氢化合物XXXX的相对分子质量为106106,且碳、氢元素的质量比为48:548:5,设XX的化学式为CxHyC_{x}H_{y},则12x+y=10612x+y=10612x:y=48:512x:y=48:5,则x=8x=8y=10y=10,故XX的化学式为C8H10C_{8}H_{10}
(3)(3)氢气与空气混合加热时可能发生爆炸,贮氢反应需要在高温和隔绝空气的条件下进行,隔绝空气的原因是防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;
(4)(4)由图22可知,氢气先是转化为氢化镁,氢化镁再与氯化氢反应释放出氢气,第一步只是将氢气贮存,而第二步中氢化镁还吸收氯化氢的氢元素变为氢气,则释氢释放的H2H_{2}比贮氢吸收的H2H_{2}多;
(5)(5)释放出的氢气可用作氢燃料电池,氢燃料电池工作时将化学能转化为电能;
(6)(6)氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水,反应的符号表达式为H2+O2点燃H2OH_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{→}H_{2}O
(7)(7)工业上可从空气中获得N2N_{2},利用空气中各成分的沸点不同将空气成分进行分离;
(8)Fe3O4(8)Fe_{3}O_{4}是铁触媒的主要成分,合成氨催化过程中因部分Fe3O4Fe_{3}O_{4}H2H_{2}反应使催化剂“失效”,在一定温度下可用O2O_{2}将其“再生”,原理如图33所示,“再生”过程中铁元素的质量不变,而物质的总质量增大,则铁元素的质量分数变小;
(9)(9)44Fe3O4Fe_{3}O_{4}在失效和再生过程中的质量与时间变化的关系图,由图可知,Fe3O4Fe_{3}O_{4}的质量为69.6g69.6g,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类和质量不变,则AA点处,固体中铁元素的质量为69.6g×56×356×3+16×4×100%=50.4g69.6g\times \frac{56×3}{56×3+16×4}\times 100\%=50.4gT1T3T_{1}\sim T_{3}时刻,是Fe3O4Fe_{3}O_{4}失效过程,该过程中固体成分为Fe3O4Fe_{3}O_{4}FeOFeO,已知BBFe3O4Fe_{3}O_{4}的质量为46.4g46.4g,其中铁元素的质量为46.4g×56×356×3+16×4×100%=33.6g46.4g\times \frac{56×3}{56×3+16×4}\times 100\%=33.6g,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类和质量不变,则FeOFeO中铁元素的质量为50.4g33.6g=16.8g50.4g-33.6g=16.8g,则氧化亚铁的质量为16.8g÷(5656+16×100%)=21.6g16.8g\div (\frac{56}{56+16}\times 100\%)=21.6g,则M=46.4g+21.6g=68gM=46.4g+21.6g=68g
故答案为:(1)Fe+HClFeCl2+H2\left(1\right)Fe+HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}
(2)(2)K2CO3+H2O+CO2KHCO3K_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow KHCO_{3}
C8H10C_{8}H_{10}
(3)(3)防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;
(4)(4)多;
(5)(5)化学;
(6)H2+O2点燃H2O(6)H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{→}H_{2}O
(7)(7)沸点;
(8)(8)变小;
(9)50.4(9)50.46868

解析

(1)铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的符号表达式为Fe+HClFeCl2+H2Fe+HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}
(2)(2)①分离”时K2CO3K_{2}CO_{3}溶液吸收CO2CO_{2}发生化合反应生成KHCO3KHCO_{3},根据质量守恒定律可知,反应物中有水,则反应为碳酸钾、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钾,反应的符号表达式K2CO3+H2O+CO2KHCO3K_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow KHCO_{3}
②甲烷无氧催化重整可获得碳氢化合物XXXX的相对分子质量为106106,且碳、氢元素的质量比为48:548:5,设XX的化学式为CxHyC_{x}H_{y},则12x+y=10612x+y=10612x:y=48:512x:y=48:5,则x=8x=8y=10y=10,故XX的化学式为C8H10C_{8}H_{10}
(3)(3)氢气与空气混合加热时可能发生爆炸,贮氢反应需要在高温和隔绝空气的条件下进行,隔绝空气的原因是防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;
(4)(4)由图22可知,氢气先是转化为氢化镁,氢化镁再与氯化氢反应释放出氢气,第一步只是将氢气贮存,而第二步中氢化镁还吸收氯化氢的氢元素变为氢气,则释氢释放的H2H_{2}比贮氢吸收的H2H_{2}多;
(5)(5)释放出的氢气可用作氢燃料电池,氢燃料电池工作时将化学能转化为电能;
(6)(6)氢气和氧气在点燃的条件下反应生成水,反应的符号表达式为H2+O2点燃H2OH_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{→}H_{2}O
(7)(7)工业上可从空气中获得N2N_{2},利用空气中各成分的沸点不同将空气成分进行分离;
(8)Fe3O4(8)Fe_{3}O_{4}是铁触媒的主要成分,合成氨催化过程中因部分Fe3O4Fe_{3}O_{4}H2H_{2}反应使催化剂“失效”,在一定温度下可用O2O_{2}将其“再生”,原理如图33所示,“再生”过程中铁元素的质量不变,而物质的总质量增大,则铁元素的质量分数变小;
(9)(9)44Fe3O4Fe_{3}O_{4}在失效和再生过程中的质量与时间变化的关系图,由图可知,Fe3O4Fe_{3}O_{4}的质量为69.6g69.6g,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类和质量不变,则AA点处,固体中铁元素的质量为69.6g×56×356×3+16×4×100%=50.4g69.6g\times \frac{56×3}{56×3+16×4}\times 100\%=50.4gT1T3T_{1}\sim T_{3}时刻,是Fe3O4Fe_{3}O_{4}失效过程,该过程中固体成分为Fe3O4Fe_{3}O_{4}FeOFeO,已知BBFe3O4Fe_{3}O_{4}的质量为46.4g46.4g,其中铁元素的质量为46.4g×56×356×3+16×4×100%=33.6g46.4g\times \frac{56×3}{56×3+16×4}\times 100\%=33.6g,根据质量守恒定律可知,化学反应前后元素种类和质量不变,则FeOFeO中铁元素的质量为50.4g33.6g=16.8g50.4g-33.6g=16.8g,则氧化亚铁的质量为16.8g÷(5656+16×100%)=21.6g16.8g\div (\frac{56}{56+16}\times 100\%)=21.6g,则M=46.4g+21.6g=68gM=46.4g+21.6g=68g
故答案为:(1)Fe+HClFeCl2+H2\left(1\right)Fe+HCl\rightarrow FeCl_{2}+H_{2}
(2)(2)K2CO3+H2O+CO2KHCO3K_{2}CO_{3}+H_{2}O+CO_{2}\rightarrow KHCO_{3}
C8H10C_{8}H_{10}
(3)(3)防止氢气与空气混合加热时发生爆炸;
(4)(4)多;
(5)(5)化学;
(6)H2+O2点燃H2O(6)H_{2}+O_{2}\stackrel{点燃}{→}H_{2}O
(7)(7)沸点;
(8)(8)变小;
(9)50.4(9)50.46868

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