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15. (2024·南通改编)氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ. 制取氢气
(1) 高温下 $ C $ 与水蒸气反应生成 $ CO $ 和 $ H_2 $，$ CO $ 和水蒸气继续反应得到 $ CO_2 $ 和 $ H_2 $。
① $ CO $ 和水蒸气反应的化学方程式为
② 反应后的气体中含有 $ H_2 $、$ CO $、$ CO_2 $ 及水蒸气，向其中加入一定量的 $ CaO $，可提高 $ H_2 $ 在混合气体中的百分含量，原因是
(2) 利用太阳能电厂富余电力电解水制氢，电极上微观粒子的变化情况如图 1 所示。太阳能属于
Ⅱ. 储存氢气
(3) 碳纳米管(如图 2 所示)与活性炭均具有疏松多孔的结构，研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的 10 倍。碳纳米管吸附储氢属于
(5) $ Mg_2Cu $ 是一种储氢合金。$ 350^{\circ}C $ 时，$ Mg_2Cu $ 与 $ H_2 $ 反应生成 $ MgH_n $，$ MgH_n $ 中 $ Mg $ 与 $ H $ 的质量比为 $ 12:1 $，则 $ n = $
Ⅰ. 制取氢气
(1) 高温下 $ C $ 与水蒸气反应生成 $ CO $ 和 $ H_2 $，$ CO $ 和水蒸气继续反应得到 $ CO_2 $ 和 $ H_2 $。
① $ CO $ 和水蒸气反应的化学方程式为
CO+H₂O\frac{\underline{高温}}{}CO₂+H₂
。② 反应后的气体中含有 $ H_2 $、$ CO $、$ CO_2 $ 及水蒸气，向其中加入一定量的 $ CaO $，可提高 $ H_2 $ 在混合气体中的百分含量，原因是
CaO与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高
。(已知：$ CaO $ 可与 $ H_2O $ 反应)(2) 利用太阳能电厂富余电力电解水制氢，电极上微观粒子的变化情况如图 1 所示。太阳能属于
可再生能源
(填“可再生能源”或“不可再生能源”)。B 电极表面生成 $ H_2 $ 的过程可描述为氢离子在B电极上得到电子后生成氢分子
。Ⅱ. 储存氢气
(3) 碳纳米管(如图 2 所示)与活性炭均具有疏松多孔的结构，研究表明碳纳米管吸附储氢的能力是活性炭的 10 倍。碳纳米管吸附储氢属于
物理
变化。(5) $ Mg_2Cu $ 是一种储氢合金。$ 350^{\circ}C $ 时，$ Mg_2Cu $ 与 $ H_2 $ 反应生成 $ MgH_n $，$ MgH_n $ 中 $ Mg $ 与 $ H $ 的质量比为 $ 12:1 $，则 $ n = $
2
。答案
$15.(1)①CO+H₂O\frac{\underline{高温}}{}CO₂+H₂$
②CaO与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高
(2)可再生能源 氢离子在B电极上得到电子后生成氢分子
(3)物理
(4)2
②CaO与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高
(2)可再生能源 氢离子在B电极上得到电子后生成氢分子
(3)物理
(4)2
解析
【分析】
本题围绕氢能源的制取与储存展开，需结合化学基础知识逐一分析各小问：
1. (1)①：根据题目给出的反应物和产物，书写CO与水蒸气高温反应的化学方程式；
2. (1)②：利用CaO能与水蒸气反应的性质，分析加入CaO后混合气体中各成分的变化；
3. (2)：依据能源的分类判断太阳能的类型，结合电解水原理描述B电极生成H₂的过程；
4. (3)：根据吸附过程是否有新物质生成，判断变化类型；
5. (5)：根据MgHₙ中Mg与H的质量比，结合相对原子质量计算n的值。
【解析】
(1)① CO与水蒸气在高温下反应，生成二氧化碳和氢气，化学方程式为：$CO + H_2O \stackrel{高温}{=\!=\!=} CO_2 + H_2$；
(1)② 加入的CaO可与混合气体中的水蒸气反应，消耗了水蒸气，使混合气体中水蒸气的占比降低，从而提高了氢气在混合气体中的百分含量；
(2) 太阳能可从自然界源源不断获取，属于可再生能源；电解水制氢时，B电极表面的氢离子得到电子后结合生成氢分子，进而形成氢气；
(3) 碳纳米管吸附储氢的过程中，没有新物质生成，仅为物理吸附作用，属于物理变化；
(5) Mg的相对原子质量为24，H的相对原子质量为1，根据Mg与H的质量比为12:1，可得$\frac{24}{1×n} = \frac{12}{1}$，解得$n=2$。
【答案】
$15.(1)①CO+H₂O\frac{\underline{高温}}{}CO₂+H₂$；②CaO与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高；(2)可再生能源；氢离子在B电极上得到电子后生成氢分子；(3)物理；(5)2
【知识点】
化学方程式书写、能源分类、根据化学式计算
【点评】
本题结合氢能源的实际应用，考查了化学方程式书写、能源分类、电解水原理、物质变化类型判断及化学式相关计算等基础知识点，题目难度适中，注重对学生基础知识掌握和信息分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
本题围绕氢能源的制取与储存展开，需结合化学基础知识逐一分析各小问：
1. (1)①：根据题目给出的反应物和产物，书写CO与水蒸气高温反应的化学方程式；
2. (1)②：利用CaO能与水蒸气反应的性质，分析加入CaO后混合气体中各成分的变化；
3. (2)：依据能源的分类判断太阳能的类型，结合电解水原理描述B电极生成H₂的过程；
4. (3)：根据吸附过程是否有新物质生成，判断变化类型；
5. (5)：根据MgHₙ中Mg与H的质量比，结合相对原子质量计算n的值。
【解析】
(1)① CO与水蒸气在高温下反应，生成二氧化碳和氢气，化学方程式为：$CO + H_2O \stackrel{高温}{=\!=\!=} CO_2 + H_2$；
(1)② 加入的CaO可与混合气体中的水蒸气反应，消耗了水蒸气，使混合气体中水蒸气的占比降低，从而提高了氢气在混合气体中的百分含量；
(2) 太阳能可从自然界源源不断获取，属于可再生能源；电解水制氢时，B电极表面的氢离子得到电子后结合生成氢分子，进而形成氢气；
(3) 碳纳米管吸附储氢的过程中，没有新物质生成，仅为物理吸附作用，属于物理变化；
(5) Mg的相对原子质量为24，H的相对原子质量为1，根据Mg与H的质量比为12:1，可得$\frac{24}{1×n} = \frac{12}{1}$，解得$n=2$。
【答案】
$15.(1)①CO+H₂O\frac{\underline{高温}}{}CO₂+H₂$；②CaO与水蒸气反应，消耗了水蒸气，使氢气的百分含量提高；(2)可再生能源；氢离子在B电极上得到电子后生成氢分子；(3)物理；(5)2
【知识点】
化学方程式书写、能源分类、根据化学式计算
【点评】
本题结合氢能源的实际应用，考查了化学方程式书写、能源分类、电解水原理、物质变化类型判断及化学式相关计算等基础知识点，题目难度适中，注重对学生基础知识掌握和信息分析能力的考查。
【难度系数】
0.6
16. (2024·广东)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图 1 所示。
(1) “溶铜”前，粉碎处理铜原料的目的是
(2) “溶铜”中，存在 $ Cu $ 与 $ O_2 $ 生成 $ CuO $ 的反应，该反应属于
(3) “制箔”中，发生反应的化学方程式：$ 2CuSO_4 + 2H_2O \xlongequal{通电} 2Cu + O_2 \uparrow + 2X $，$ X $ 的化学式为
(4) “制箔”中，需生产抗拉强度大于 $ 355 \, MPa $ 且延伸率大于 $ 13.5\% $ 的铜箔，据图 2 可知，温度应控制在
(1) “溶铜”前，粉碎处理铜原料的目的是
增大反应物之间的接触面积，使反应更充分
。(2) “溶铜”中，存在 $ Cu $ 与 $ O_2 $ 生成 $ CuO $ 的反应，该反应属于
化合反应
(填反应类型)。“操作 1”的目的是除去难溶性固体杂质，该操作名称为过滤
。(3) “制箔”中，发生反应的化学方程式：$ 2CuSO_4 + 2H_2O \xlongequal{通电} 2Cu + O_2 \uparrow + 2X $，$ X $ 的化学式为
H₂SO₄
，物质 $ X $ 可用于溶铜
和酸洗
工序。(4) “制箔”中，需生产抗拉强度大于 $ 355 \, MPa $ 且延伸率大于 $ 13.5\% $ 的铜箔，据图 2 可知，温度应控制在
C
(填字母序号)内。答案
16.
(1)增大反应物之间的接触面积，使反应更充分
(2)化合反应 过滤
(3)H₂SO₄ 溶铜 酸洗
(4)C
(1)增大反应物之间的接触面积，使反应更充分
(2)化合反应 过滤
(3)H₂SO₄ 溶铜 酸洗
(4)C
解析
【分析】
本题为化工流程类化学题，需结合化学基础知识逐一分析各小问：
1. 第(1)问：粉碎固体原料的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分，这是化工生产中优化反应的常见操作。
2. 第(2)问：判断反应类型时，根据反应物和生成物的种类数（多变一）确定反应类型；分离难溶性固体与液体的操作是过滤，对应除杂操作。
3. 第(3)问：利用质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变推导X的化学式；再结合H₂SO₄的用途确定其应用工序。
4. 第(4)问：根据题目要求的铜箔性能，结合图2信息选择符合条件的温度范围。
【解析】
(1) 粉碎铜原料可增大反应物之间的接触面积，使反应更充分，同时加快反应速率，故目的是增大反应物之间的接触面积，使反应更充分。
(2) Cu与O₂反应生成CuO，反应物为两种、生成物为一种，符合“多变一”特征，属于化合反应；除去难溶性固体杂质的操作是过滤。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变：反应式左边原子总数为Cu:2、S:2、O:10、H:4；右边现有Cu:2、O:2，因此2X含H:4、S:2、O:8，即X的化学式为H₂SO₄；H₂SO₄是常见酸，可用于溶铜和酸洗工序。
(4) 结合题目要求的铜箔性能（抗拉强度＞355MPa、延伸率＞13.5%），根据图2可知温度应控制在选项C的范围内。
【答案】
(1) 增大反应物之间的接触面积，使反应更充分
(2) 化合反应；过滤
(3) H₂SO₄；溶铜；酸洗
(4) C
【知识点】
化学反应基本类型、质量守恒定律的应用、化学实验基本操作
【点评】
本题以铜箔制造工艺为背景，综合考查化学基础知识在实际生产中的应用，涉及化工操作目的、反应类型判断、质量守恒定律运用及图表分析能力，是初中化学常见的化工流程题型，难度适中，需学生熟练掌握基础知识点并结合情境分析。
【难度系数】
0.6
本题为化工流程类化学题，需结合化学基础知识逐一分析各小问：
1. 第(1)问：粉碎固体原料的目的是增大反应物接触面积，加快反应速率，使反应更充分，这是化工生产中优化反应的常见操作。
2. 第(2)问：判断反应类型时，根据反应物和生成物的种类数（多变一）确定反应类型；分离难溶性固体与液体的操作是过滤，对应除杂操作。
3. 第(3)问：利用质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变推导X的化学式；再结合H₂SO₄的用途确定其应用工序。
4. 第(4)问：根据题目要求的铜箔性能，结合图2信息选择符合条件的温度范围。
【解析】
(1) 粉碎铜原料可增大反应物之间的接触面积，使反应更充分，同时加快反应速率，故目的是增大反应物之间的接触面积，使反应更充分。
(2) Cu与O₂反应生成CuO，反应物为两种、生成物为一种，符合“多变一”特征，属于化合反应；除去难溶性固体杂质的操作是过滤。
(3) 根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变：反应式左边原子总数为Cu:2、S:2、O:10、H:4；右边现有Cu:2、O:2，因此2X含H:4、S:2、O:8，即X的化学式为H₂SO₄；H₂SO₄是常见酸，可用于溶铜和酸洗工序。
(4) 结合题目要求的铜箔性能（抗拉强度＞355MPa、延伸率＞13.5%），根据图2可知温度应控制在选项C的范围内。
【答案】
(1) 增大反应物之间的接触面积，使反应更充分
(2) 化合反应；过滤
(3) H₂SO₄；溶铜；酸洗
(4) C
【知识点】
化学反应基本类型、质量守恒定律的应用、化学实验基本操作
【点评】
本题以铜箔制造工艺为背景，综合考查化学基础知识在实际生产中的应用，涉及化工操作目的、反应类型判断、质量守恒定律运用及图表分析能力，是初中化学常见的化工流程题型，难度适中，需学生熟练掌握基础知识点并结合情境分析。
【难度系数】
0.6
A. $ 45 \sim 49^{\circ}C $
B. $ 50 \sim 52^{\circ}C $
C. $ 53 \sim 55^{\circ}C $
D. $ 56 \sim 60^{\circ}C $
B. $ 50 \sim 52^{\circ}C $
C. $ 53 \sim 55^{\circ}C $
D. $ 56 \sim 60^{\circ}C $
答案
无法确定
解析
【分析】
本题仅列出温度区间选项，未提供对应的题干内容（如考查的具体问题、场景等），缺少解题必需的关键信息，无法明确解题方向，因此无法确定答案。
【解析】
由于题目缺失核心题干信息，无法判断各选项对应的正确结论，故无法确定结果。
【答案】
无法确定
【知识点】
题目信息不足
【点评】
本题未给出题干，无法明确考查内容，学生无法依据选项进行解答，属于信息缺失类题目。
【难度系数】
0.1
本题仅列出温度区间选项，未提供对应的题干内容（如考查的具体问题、场景等），缺少解题必需的关键信息，无法明确解题方向，因此无法确定答案。
【解析】
由于题目缺失核心题干信息，无法判断各选项对应的正确结论，故无法确定结果。
【答案】
无法确定
【知识点】
题目信息不足
【点评】
本题未给出题干，无法明确考查内容，学生无法依据选项进行解答，属于信息缺失类题目。
【难度系数】
0.1
