7. (2025·烟台中考)2025年3月,我国首个利用清洁能源的海洋氢氨醇一体化项目在烟台建设完工。该项目的主要流程如下图,相关物质的沸点如下表。


(1)在水电解装置中,与电源正极相连的电极产生1 000 L气体,则与电源负极相连的电极上产生的气体体积是
(2)在合成装置1中产生氨气。氨气燃烧生成氮气和水,可作为远洋船舶的绿色燃料。从燃烧产物看,氨气被称为绿色燃料的原因是
(3)合成装置2中发生的反应是CO₂+3H₂ $\xlongequal{一定条件}$ CH₃OH+H₂O。甲醇可做燃料,其充分燃烧的化学方程式是
(4)氢气本身就是绿色燃料,转化成氨气或甲醇再做燃料的原因是
(1)在水电解装置中,与电源正极相连的电极产生1 000 L气体,则与电源负极相连的电极上产生的气体体积是
2000
L。(2)在合成装置1中产生氨气。氨气燃烧生成氮气和水,可作为远洋船舶的绿色燃料。从燃烧产物看,氨气被称为绿色燃料的原因是
燃烧产物是氮气和水,无污染
。(3)合成装置2中发生的反应是CO₂+3H₂ $\xlongequal{一定条件}$ CH₃OH+H₂O。甲醇可做燃料,其充分燃烧的化学方程式是
$\mathrm{2CH_3OH+3O_2\xlongequal{点燃}2CO_2+4H_2O}$
。从反应物分析,用合成装置2生产甲醇比用石油为原料生产甲醇有利于实现“双碳”目标,原因是消耗捕集的$\mathrm{CO_2}$,减少碳排放
。(4)氢气本身就是绿色燃料,转化成氨气或甲醇再做燃料的原因是
氢气沸点低,难储存、运输,转化为氨气或甲醇更易储存、运输
。答案
7.(1)2000 (2)燃烧产物是氮气和水,无污染 (3)$\mathrm{2CH_3OH+3O_2\xlongequal{点燃}2CO_2+4H_2O}$ 消耗捕集的$\mathrm{CO_2}$,减少碳排放 (4)氢气沸点低,难储存、运输,转化为氨气或甲醇更易储存、运输
解析:(1)电解水时,与电源正极相连的电极产生氧气,与电源负极相连的电极产生氢气,体积比为1:2;正极产生1000L气体(氧气),则负极产生氢气的体积是2000L。 (2)氨气燃烧生成氮气和水,水和氮气都无污染。 (3)甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水;合成装置2生产甲醇利用的是捕集的$\mathrm{CO_2}$,可消耗二氧化碳,而用石油为原料生产甲醇会产生二氧化碳,所以原因是消耗捕集的$\mathrm{CO_2}$,减少碳排放。 (4)氢气沸点低($-252.9° C$),难液化、储存和运输,转化为氨气(沸点为$-33.5° C$)或甲醇(沸点为$64.7° C$)后,沸点升高,更易储存和运输。
解析:(1)电解水时,与电源正极相连的电极产生氧气,与电源负极相连的电极产生氢气,体积比为1:2;正极产生1000L气体(氧气),则负极产生氢气的体积是2000L。 (2)氨气燃烧生成氮气和水,水和氮气都无污染。 (3)甲醇充分燃烧生成二氧化碳和水;合成装置2生产甲醇利用的是捕集的$\mathrm{CO_2}$,可消耗二氧化碳,而用石油为原料生产甲醇会产生二氧化碳,所以原因是消耗捕集的$\mathrm{CO_2}$,减少碳排放。 (4)氢气沸点低($-252.9° C$),难液化、储存和运输,转化为氨气(沸点为$-33.5° C$)或甲醇(沸点为$64.7° C$)后,沸点升高,更易储存和运输。
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

(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(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
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
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
a. NaOH
b. Zn
c. Fe
d. Na₂CO₃
(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
变小
(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(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
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,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:黑色滤渣中含有碳、二氧化锰
。②操作D的试管中产生无色气体的化学方程式是
$\mathrm{2H_2O_2\xlongequal{MnO_2}2H_2O+O_2\uparrow}$
。③取少量操作B中的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
。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
b
(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$\mathrm{2H_2O_2\xlongequal{MnO_2}2H_2O+O_2\uparrow}$ 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,$\mathrm{H_2}$和$\mathrm{O_2}$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$\mathrm{2H_2O_2\xlongequal{MnO_2}2H_2O+O_2\uparrow}$。 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$\mathrm{ZnCl_2}$溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成$\mathrm{Zn(OH)_2}$白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的$\mathrm{[Zn(NH_3)_4]Cl_2}$。 由此得出结论:操作B的滤液中含有$\mathrm{ZnCl_2}$。 ④欲除去$\mathrm{Cu^{2+}}$,最好选用试剂中的$\mathrm{Zn}$,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。
解析:(1)电池工作时,$\mathrm{H_2}$和$\mathrm{O_2}$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$\mathrm{2H_2O_2\xlongequal{MnO_2}2H_2O+O_2\uparrow}$。 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$\mathrm{ZnCl_2}$溶液中逐滴滴入稀氨水,先生成$\mathrm{Zn(OH)_2}$白色沉淀,然后沉淀溶解,生成可溶性的$\mathrm{[Zn(NH_3)_4]Cl_2}$。 由此得出结论:操作B的滤液中含有$\mathrm{ZnCl_2}$。 ④欲除去$\mathrm{Cu^{2+}}$,最好选用试剂中的$\mathrm{Zn}$,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。
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