5.1 氢气（分层作业） 化学科粤版2024九年级上册

5.1 氢气 一、选择题 1．关于下列实验的说法，不正确的是 A．实验①：小木棍上沾了浓硫酸的部位变黑，说明浓硫酸有腐蚀性 B．实验②：滴加稀盐酸后，试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应放出热量 C．实验③：反应前后总质量相等，说明该反应符合质量守恒定律 D．实验④：氢气流吹出泡泡，说明氢气密度比空气大 2．2022年北京冬奥会火炬的外壳是碳纤维和树脂形成的复合材料，火炬用氢气作燃料。下列有关说法正确的是 A．H2具有助燃性 B．H2燃烧属于物理变化 C．H2中氢元素的化合价为0 D．H2含有两种元素 3．氢气区别于其它气体的最显著特点是 A．无色无味 B．可以燃烧 C．密度最小 D．难溶于水 4．2024年4月25日，神州十八号载人飞船顺利发射升空。已知我国某型号运载火箭使用了液氢和液氧作为推进剂，下列说法有误的是 A．液氧和液氢均为无色液体 B．氢气是一种高能燃料，液氧是一种重要的助燃剂 C．氢气燃烧放出大量的热，产物无污染 D．氢气在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为氢气在氧气中接触到氧分子的机率更大 5．下列实验操作中错误的是 A．制取氧气前，先检查装置气密性 B．用排水法收集满氧气后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 C．点燃氢气前，先检验氢气的纯度 D．量取10mL水时，应选择量程为10mL的量筒 6．氢气的下列用途中，利用了其物理性质的是 A．做火箭的燃料 B．工业上生产盐酸 C．填充探空气球 D．合成氨 7．可燃性气体等在空气中达到一定含量时，遇到火源就会发生爆炸，因此可燃性气体点燃前要验纯，下列气体需要验纯后才能点燃的是 A．氧气 B．二氧化碳 C．氢气 D．氮气 8．航天所用燃料之一为液氢，下列说法中属于H2的化学性质的是 A．液氢燃烧 B．氢气是最轻的气体 C．氢气具有可燃性 D．燃烧产生淡蓝色火焰 9．国内首条氢能源中运量公交线路在临港投入运营。下列说法正确的是 A．氢元素属于金属元素 B．氢气不能燃烧 C．氢元素符号是H D．一个氢分子由两个氢元素组成 10．在一密闭容器内，盛有20g氢气、氧气、氮气的混合气体。在实验室中，某同学误加热此容器，混合气体在密闭容器内反应爆炸。冷却后测知生成水18g，请帮此同学分析一下，剩余气体不可能是 A．氢气和氮气 B．氧气和氮气 C．氢气、氧气和氮气 D．氮气 11．和的混合气体11克，点燃充分反应后，恢复到室温气体的质量减少了9克，则原混合气体中的氢气的质量可能是 A．2克 B．2.5克 C．3克 D．4克 12．为了节能环保，2024巴黎奥运会期间，巴黎市投放使用了氢能源出租车。氢能源出租车的结构示意图如图所示，已知氢气在氧气中燃烧会生成水．下列有关说法不正确的是 A．氢燃料电池车对环境无污染 B．氧气是该燃料电池的助燃剂 C．氢气和氧气都可以用作燃料 D．反应的文字表达式为：氢气+氧气水 13．氢能是一种应用前景非常诱人的新能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未广泛使用，其主要原因有 ①氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论 ②氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟 ③氢气储存、运输等安全问题尚未解决 ④氢气燃烧产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 14．中科院赣江创新研究院等开发出的高储氢密度和放氢速率的合金储氢材料，能延长手持氢气火炬的续航时间。下列关于氢气的说法不正确的是 A．氢气燃烧产生淡蓝色火焰 B．氢气燃烧不会产生污染物 C．点燃氢气发出爆鸣声说明氢气不纯 D．氢气燃烧实验不能用于探究水的组成 15．关于如图装置，下列说法错误的是 A．用甲图装置收集氧气，氧气从a进 B．用甲图装置收集氢气，氢气从b进 C．用乙图装置收集氧气，氧气从c进 D．用甲图装置收集氧气，可将带火星的木条放到b管口处以检验氧气是否集满 16．实验室收集H2气体能用排水集气法、向下排空气法等方法收集，由此推知H2气体可能具有的性质是 ①易溶于水；②难溶于水；③密度比空气大；④密度比空气小；⑤密度与空气接近；⑥常温下可与空气中某些成分反应；⑦常温下不与空气中的成分反应 A．①③⑥ B．①④⑦ C．②④⑦ D．①⑤⑦ 一、实验题 1. 实验是化学研究的重要方法，结合以下实验回答问题。 实验一：氢气的制取 (1)仪器①的名称是 。 (2)与A装置相比，用B装置制取氢气的优点是 。实验室制取氢气的反应的化学方程式为 。 (3)收集氢气应选用的装置是 (填“C”或“D”)，原因是 。用E装置收集氢气时，氢气应从 (填“a”或“b”)端通入。 实验二：氢气的燃烧 某同学将氢气与空气混合，在安全保障下点燃，实验记录如表： 氢气的体积分数 1% 3% 4% 50% 70% 80% 现象 不爆炸 不爆炸 爆炸 爆炸 爆炸 不爆炸 (4)该实验说明氢气的爆炸极限可能为 。 (5)由此实验可知，点燃氢气前必须要 。 2. 在老师的指导下，某校化学兴趣小组的同学利用氢气进行了“水的组成”探究实验。 (1)实验原理： （填文字表达式）。 实验装置及步骤： ①在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。 ②在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上有什么现象发生。 (2)实验现象： 纯净的氢气在空气中安静燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，小烧杯内壁出现 。 (3)实验结论： ①氢气燃烧生成水； ②水是由 组成的。 (4)问题与交流： ①点燃氢气前进行的操作是 。 ②氢气燃烧的微观实质是 。 二、填空题 3. 氢气具有可燃性，但混有一定量空气或氧气的氢气遇到明火会发生爆炸，所以点燃氢气前一定要检验其纯度。请结合教材信息和操作图示简述氢气的验纯方法。 4. 如图为氢能开发与利用的示意图。 (1)制氢中的能量转化：太阳能→电能→ 能。 (2)燃料电池中反应的化学方程式为 。 5. 如图1所示，在空气中点燃纯净的氢气。 (1)观察到的现象是 、 ；用手轻轻触摸烧杯，感觉到 。 (2)图2是氢气在空气中燃烧的微观示意图。从微观角度分析，过程I表示分子分解成 的过程，该反应的基本反应类型是 。 (3)通过实验，你获得的结论是： 。（答出一点即可） 6. 在实验室中探究氢气的有关性质，并回答下列问题。 (1)要证实“氢气的密度比空气小”，这属于氢气的 （填“物理”或“化学”）性质，请设计一种简单的实验方案，简述该方案的操作方法和有关现象： ； (2)欲点燃氢气，做“氢气在空气中燃烧”的实验，在点燃前，必须先检验氢气的 。纯净的氢气在空气里安静地燃烧，点燃氢气后观察到的现象是 ； 7. (1)氢能源作为理想的清洁燃料的原因是燃烧产物无污染，写出其燃烧的产物 ； (2)氢能源作为新能源的其他优点还有 (答一条即可)； (3)绿氢是通过使用可再生能源(如太阳能、风能、核能等)制造的氢气，例如，通过可再生能源发电进行电解水制氢，写出电解水制氢的化学方程式 。 8. 科技缔造生活，创新筑梦未来。中国空间站的建成标志着中国从航天大国迈向了航天强国。火箭燃料是发射梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭采用低温液氢液氧环保型推进剂作为动力来源。氢气与氧气反应的化学方程式为 ，液氢液氧推进剂被称为“环保型推进剂”的原因是 ，氢气没有被广泛应用的原因 。 9. 某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化”的探究实验。 【提出问题】水是由哪些元素组成的？ 【设计并进行实验】 (1)实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到火焰呈淡蓝色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有 且烧杯外壁发热。反应的化学方程式为 。 (2)实验2（电解法）：按图进行电解水实验。用燃着的木条检验b中产生的气体，可观察到的现象是 。 【实验结论】 (3)由上述两个实验都能得到的实验结论是 。 10. 用氢、制氢、储氢是氢能研究的热点。 (1)用氢 ①2022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 。点燃氢气前需要 （填操作方法）。 ②氢燃料电池汽车“领跑”氢能应用，氢燃料电池工作时将 能转化为电能。 (2)制氢 甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如下： 已知：氧化钙（）可以吸收二氧化碳，转化成碳酸钙（）固体。 ①转化I发生反应的符号表达式为 。 ②时加入的作用是 。 (3)储氢 ①物理储氢：液态氢是氢电池的燃料，氢气在高压下转化为液态氢进行存储。 ②化学储氢：如图表示和在和的催化下，实现的再利用和储氢的原理。在此过程中，和的质量将 （填“变大”，变小”或不变”）。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 5.1 氢气 一、选择题 1．关于下列实验的说法，不正确的是 A．实验①：小木棍上沾了浓硫酸的部位变黑，说明浓硫酸有腐蚀性 B．实验②：滴加稀盐酸后，试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应放出热量 C．实验③：反应前后总质量相等，说明该反应符合质量守恒定律 D．实验④：氢气流吹出泡泡，说明氢气密度比空气大 【答案】D 【解析】A、小木棍上沾了浓硫酸的部位变黑，说明浓硫酸有腐蚀性，故选项正确； B、滴加稀盐酸后，试管外壁发烫，说明镁与稀盐酸反应放出热量，故选项正确； C、反应前后总质量相等，说明该反应符合质量守恒定律，故选项正确； D、氢气流吹出泡泡并且上升，说明氢气密度比空气小，故选项不正确。 故选D。 2．2022年北京冬奥会火炬的外壳是碳纤维和树脂形成的复合材料，火炬用氢气作燃料。下列有关说法正确的是 A．H2具有助燃性 B．H2燃烧属于物理变化 C．H2中氢元素的化合价为0 D．H2含有两种元素 【答案】C 【解析】A、H2具有可燃性，故说法错误； B、H2燃烧有新物质水生成，属于化学变化，故说法错误； C、H2是单质，氢元素的化合价为0，故说法正确； D、H2是单质，只含有氢元素，故说法错误。 故选C。 3．氢气区别于其它气体的最显著特点是 A．无色无味 B．可以燃烧 C．密度最小 D．难溶于水 【答案】C 【解析】A、没有颜色和气味的气体除了氢气外，还有氢气、氧气等，此项错误； B、可以燃烧的气体很多，例如一氧化碳、甲烷等，此项错误； C、气体中氢气的密度最小，明显小于其它气体，此项正确； D、难溶于水的气体很多，例如氮气、一氧化碳、稀有气体等，故此项错误。 故选：C。 4．2024年4月25日，神州十八号载人飞船顺利发射升空。已知我国某型号运载火箭使用了液氢和液氧作为推进剂，下列说法有误的是 A．液氧和液氢均为无色液体 B．氢气是一种高能燃料，液氧是一种重要的助燃剂 C．氢气燃烧放出大量的热，产物无污染 D．氢气在氧气中燃烧比空气中更剧烈是因为氢气在氧气中接触到氧分子的机率更大 【答案】A 【解析】A、液氧是淡蓝色液体，A说法错，符合题意； B、氢气具有可燃性，是一种高能燃料，氧气具有助燃性，是重要的助燃剂，B说法正确，不符合题意； C、氢气燃烧放出大量的热，产物是水，无污染，C说法正确，不符合题意； D、纯氧中氧气的浓度大，氢气在氧气中接触到氧分子的机率更大，反应速率更快，D说法正确，不符合题意； 故选A 。 5．下列实验操作中错误的是 A．制取氧气前，先检查装置气密性 B．用排水法收集满氧气后，先熄灭酒精灯，再将导管移出水面 C．点燃氢气前，先检验氢气的纯度 D．量取10mL水时，应选择量程为10mL的量筒 【答案】B 【解析】A. 制取氧气前，先检查装置气密性，以免装入药品后发现装置气密性不好，更换部分仪器而浪费药品，此选项正确； B. 用排水法收集满氧气后，先将导管移出水面，再熄灭酒精灯，以防水倒流至试管而炸裂试管，此选项错误； C. 任何可燃性气体与空气混合都有一个爆炸极限，在爆炸极限范围之内，遇到明火或电火花会发生爆炸。点燃氢气前，先检验氢气的纯度，此选项正确； D. 量筒量程选择的依据有两点，一是保证测量一次，二是应选择量程与液体的取用量最接近。所以量取10mL水时，应选择量程为10mL的量筒，此选项正确。 故选B。 6．氢气的下列用途中，利用了其物理性质的是 A．做火箭的燃料 B．工业上生产盐酸 C．填充探空气球 D．合成氨 【答案】C 【解析】A、做火箭燃料是利用氢气的可燃性，是化学性质，不符合题意； B、生产盐酸是利用氢气能与氯气能发生化学反应，利用了其化学性质，不符合题意； C、充探空气球，是利用氢气的密度比空气小，利用了其物理性质，符合题意； D、合成氨是利用氢气能与氮气发生化学反应，利用了其化学性质，不符合题意。 故选C。 7．可燃性气体等在空气中达到一定含量时，遇到火源就会发生爆炸，因此可燃性气体点燃前要验纯，下列气体需要验纯后才能点燃的是 A．氧气 B．二氧化碳 C．氢气 D．氮气 【答案】C 【解析】A、氧气不具有可燃性，不能燃烧，故A错误； B、二氧化碳不具有可燃性，不能燃烧，故B错误。 C、氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，需要验纯后才能点燃，故C正确； D、氮气不具有可燃性，不能燃烧，故D错误。 故选：C。 8．航天所用燃料之一为液氢，下列说法中属于H2的化学性质的是 A．液氢燃烧 B．氢气是最轻的气体 C．氢气具有可燃性 D．燃烧产生淡蓝色火焰 【答案】C 【解析】A、液氢燃烧属于化学变化，不属于性质方面的内容．故选项错误； B、氢气是最轻的气体，属于氢气的物理性质．故选项错误； C、氢气具有可燃性需要通过化学变化表现出来，属于氢气的化学性质．故选项正确； D、燃烧产生淡蓝色火焰属于实验现象，不属于性质方面的内容．故选项错误． 故选C． 9．国内首条氢能源中运量公交线路在临港投入运营。下列说法正确的是 A．氢元素属于金属元素 B．氢气不能燃烧 C．氢元素符号是H D．一个氢分子由两个氢元素组成 【答案】C 【解析】A、氢是“气”字旁的汉字，属于非金属元素，A选项错误； B、氢气具有可燃性，能燃烧，B选项错误； C、书写元素符号注意“一大二小”，氢的元素符号是H，C选项正确； D、分子是由原子构成的，一个氢分子由两个氢原子构成，D选项错误。 故选：C。 10．在一密闭容器内，盛有20g氢气、氧气、氮气的混合气体。在实验室中，某同学误加热此容器，混合气体在密闭容器内反应爆炸。冷却后测知生成水18g，请帮此同学分析一下，剩余气体不可能是 A．氢气和氮气 B．氧气和氮气 C．氢气、氧气和氮气 D．氮气 【答案】C 【解析】加热后，氢气和氧气反应生成水，氮气不参与反应，故剩余气体可能是氮气，可能是氮气、氢气，也可能是氮气、氧气，不可能是氢气、氧气、氮气，因为氢气和氧气能反应，不能共存。 故选C。 11．和的混合气体11克，点燃充分反应后，恢复到室温气体的质量减少了9克，则原混合气体中的氢气的质量可能是 A．2克 B．2.5克 C．3克 D．4克 【答案】C 【解析】充分燃烧，恢复到室温，气体质量减少了9g，由质量守恒定律可知生成水的质量9g，有2g气体剩余。 设参加反应反应的氢气和氧气的质量分别为x、y； 剩余气体2g，若为氢气，则原混合气体中氢气的质量可能为2g+1g=3g，氧气为8g；若为氧气，则原混合气体中氧气的质量可能为2g+8g=10g，氢气为1g；由以上计算分析可知，C正确。 故选：C。 12．为了节能环保，2024巴黎奥运会期间，巴黎市投放使用了氢能源出租车。氢能源出租车的结构示意图如图所示，已知氢气在氧气中燃烧会生成水．下列有关说法不正确的是 A．氢燃料电池车对环境无污染 B．氧气是该燃料电池的助燃剂 C．氢气和氧气都可以用作燃料 D．反应的文字表达式为：氢气+氧气水 【答案】C 【解析】A、氢气燃烧生成水，则氢燃料电池车对环境无污染，该选项说法正确； B、氧气具有助燃性，为助燃剂，该选项说法正确； C、氧气具有助燃性，而不具有可燃性，氧气不能作燃料，该选项说法不正确； D、氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为：，该选项说法正确。 故选C。 13．氢能是一种应用前景非常诱人的新能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未广泛使用，其主要原因有 ①氢气燃烧对环境影响的评价问题尚无定论 ②氢气的制备耗能巨大，廉价制氢的技术尚未成熟 ③氢气储存、运输等安全问题尚未解决 ④氢气燃烧产生的热量低于相同质量的矿物燃料，经济效益欠佳 A． ①② B．②③ C．③④ D．①④ 【答案】B 【解析】①氢气燃烧过程中热值高，且生成物无任何污染，属于最清洁的燃料，对环境无污染，故①错误； ②目前使用的氢气主要采用电解水的方式生产，生产过程耗能大，廉价制氢是采用太阳能分解水的方式，该技术尚不成熟，故②正确； ③氢气难压缩，且氢气易燃烧，对储存、运输以及安全方面要求较高，目前还未解决，所以制约氢能源的广泛应用，故③正确； ④氢气燃烧热值很高，燃烧产生的能量一般高于同质量的其他燃料，故④错误； 综上所述，正确的为②③； 故选B。 14．中科院赣江创新研究院等开发出的高储氢密度和放氢速率的合金储氢材料，能延长手持氢气火炬的续航时间。下列关于氢气的说法不正确的是 A．氢气燃烧产生淡蓝色火焰 B．氢气燃烧不会产生污染物 C．点燃氢气发出爆鸣声说明氢气不纯 D．氢气燃烧实验不能用于探究水的组成 【答案】D 【解析】A.纯净的氢气能够在空气中安静的燃烧，产生淡蓝色火焰，故选项说法正确，不符合题意； B.氢气燃烧，生成物只有水，水对空气无污染，故选项说法正确，不符合题意； C.点燃不纯净的氢气，当氢气在空气中的体积浓度处于氢气的爆炸极限，就会发生爆炸，因此，点燃少量不纯的氢气发出爆鸣声说明氢气不纯，故选项说法正确，不符合题意； D.氢气燃烧是指氢气（由氢元素组成）与氧气（由氧元素组成）在点燃条件下，生成水，根据质量守恒定律的宏观实质：化学反应前后，元素组成不变得出，水是由氢元素和氧元素组成，因此，该实验能用于探究水的组成，故选项说法错误，符合题意，故选D。 15．关于如图装置，下列说法错误的是 A．用甲图装置收集氧气，氧气从a进 B．用甲图装置收集氢气，氢气从b进 C．用乙图装置收集氧气，氧气从c进 D．用甲图装置收集氧气，可将带火星的木条放到b管口处以检验氧气是否集满 【答案】C 【解析】A、用甲图装置收集氧气，氧气的密度比空气略大，应从a端通入，不符合题意； B、用甲图装置收集氢气，氢气的密度比空气小，应从b端通入，不符合题意； C、用乙图装置收集氧气，氧气的密度比水小，应从d端通入，符合题意； D、用甲图装置收集氧气，氧气的密度比空气略大，从a端通入，氧气具有助燃性，氧气验满：可将带火星的木条放到b管口处，带火星的木条复燃，说明已经集满，不符合题意。 故选C。 16．实验室收集H2气体能用排水集气法、向下排空气法等方法收集，由此推知H2气体可能具有的性质是 ①易溶于水；②难溶于水；③密度比空气大；④密度比空气小；⑤密度与空气接近；⑥常温下可与空气中某些成分反应；⑦常温下不与空气中的成分反应 A．①③⑥ B．①④⑦ C．②④⑦ D．①⑤⑦ 【答案】C 【解析】氢气可用排水法收集，说明氢气难溶于水，且与水不反应，氢气可用向下排空气法收集，说明氢气密度比空气小，且常温下不与空气中的成分反应，故氢气可能具有的性质是：②④⑦。 故选C。 一、实验题 1.实验是化学研究的重要方法，结合以下实验回答问题。 实验一：氢气的制取 (1)仪器①的名称是 。 (2)与A装置相比，用B装置制取氢气的优点是 。实验室制取氢气的反应的化学方程式为 。 (3)收集氢气应选用的装置是 (填“C”或“D”)，原因是 。用E装置收集氢气时，氢气应从 (填“a”或“b”)端通入。 实验二：氢气的燃烧 某同学将氢气与空气混合，在安全保障下点燃，实验记录如表： 氢气的体积分数 1% 3% 4% 50% 70% 80% 现象 不爆炸 不爆炸 爆炸 爆炸 爆炸 不爆炸 (4)该实验说明氢气的爆炸极限可能为 。 (5)由此实验可知，点燃氢气前必须要 。 【答案】(1)锥形瓶 (2)可以随时控制反应的发生和停止 (3)D 氢气的密度比空气小 b (4)4%～70% (5)验纯 【解析】（1）根据图像，仪器①是锥形瓶。 （2）实验室通常使用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，与A装置相比，用B装置制取氢气的优点是可以随时控制反应的发生和停止，具体原理是：反应过程中，关闭止水夹，则试管内气压上升，导致液面下降，直到稀硫酸与多孔隔板上的锌粒脱离接触，此时反应停止。重新打开止水夹，则气体可以沿着导管流向收集装置，试管内气压下降，液面回升，液面高于多孔隔板时锌粒与稀硫酸重新接触，反应发生。而A装置没有这一作用，故填：可以随时控制反应的发生和停止。 锌粒与稀硫酸反应生成硫酸锌、氢气，化学方程式为：。 （3）氢气的密度比空气小，需要用向下排空气法收集，应选用的装置是D。 氢气不溶于水且密度比水小，利用E装置采用排水法收集氢气时，水应从长管排出，氢气应从短管通入，即从b端通入。 （4）由表格提供的信息可知，点燃发生爆炸时氢气体积分数最小值为4%，最大值为70%，说明氢气的爆炸极限可能为4%～70%。 （5）氢气是可燃性气体，点燃氢气前必须验纯，以防点燃不纯的氢气引发爆炸。 2.在老师的指导下，某校化学兴趣小组的同学利用氢气进行了“水的组成”探究实验。 (1)实验原理： （填文字表达式）。 实验装置及步骤： ①在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察火焰的颜色。 ②在火焰上方罩一个干燥的小烧杯，过一会儿，观察烧杯壁上有什么现象发生。 (2)实验现象： 纯净的氢气在空气中安静燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，小烧杯内壁出现 。 (3)实验结论： ①氢气燃烧生成水； ②水是由 组成的。 (4)问题与交流： ①点燃氢气前进行的操作是 。 ②氢气燃烧的微观实质是 。 【答案】(1) (2)水雾 (3)氢元素和氧元素 (4)验纯 氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子 【解析】（1）氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为，故填：； （2）氢气燃烧生成水，可观察到氢气在空气中安静燃烧，发出淡蓝色火焰，放出热量，小烧杯内壁出现水雾，故填：水雾； （3）氢气燃烧生成水，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，则证明水是由氢元素和氧元素组成的，故填：氢元素和氧元素； （4）①氢气与空气混合遇明火易发生爆炸，则点燃氢气前进行的操作是验纯，故填：验纯； ②氢气燃烧生成水，反应的微观实质是氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子，故填：氢分子分解成氢原子，氧分子分解成氧原子，氢原子和氧原子结合成水分子。 二、填空题 3.氢气具有可燃性，但混有一定量空气或氧气的氢气遇到明火会发生爆炸，所以点燃氢气前一定要检验其纯度。请结合教材信息和操作图示简述氢气的验纯方法。 【答案】用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火，若发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯，声音很小则表示气体较纯。 【解析】氢气不纯燃烧容易爆燃； 验纯的方法是用拇指堵住集满氢气的试管口，靠近火焰，移开拇指点火，若发出尖锐爆鸣声表明氢气不纯，声音很小则表示气体较纯。 4.如图为氢能开发与利用的示意图。 (1)制氢中的能量转化：太阳能→电能→ 能。 (2)燃料电池中反应的化学方程式为 。 【答案】(1)化学 (2) 【解析】（1）由图示可知，制氢中的能量转化:太阳能→电能→化学能； （2）燃料电池中氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为。 5.如图1所示，在空气中点燃纯净的氢气。 (1)观察到的现象是 、 ；用手轻轻触摸烧杯，感觉到 。 (2)图2是氢气在空气中燃烧的微观示意图。从微观角度分析，过程I表示分子分解成 的过程，该反应的基本反应类型是 。 (3)通过实验，你获得的结论是： 。（答出一点即可） 【答案】(1)产生淡蓝色的火焰 烧杯内壁凝结有水雾或小液滴 烧杯发烫 (2)原子 化合反应 (3)化学反应中分子可分、原子不变/证明了水是由氢和氧两种元素组成的/化学反应过程中伴随着能量的变化/氢气燃烧放出大量的热等 【解析】（1）在空气中点燃纯净的氢气时，观察到产生淡蓝色的火焰，故填产生淡蓝色的火焰； 在火焰上方罩一只干冷烧杯，观察到烧杯内壁凝结有水雾或小液滴，故填烧杯内壁凝结有水雾或小液滴； 用手轻轻触摸烧杯，感觉到烧杯发烫，说明氢气燃烧放出热量，故填烧杯发烫。 （2）由图可知，过程I中，原来的分子变为多个原子，表示分子分解成原子的过程，故填原子； 该反应是氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，是两种物质生成一种新物质的反应，符合化合反应的特点，属于化合反应，故填化合反应。 （3）由上述可知，化学反应中分子可分、原子不变，氢气由氢元素组成，氧气由氧元素组成，化学反应中元素种类不变，氢气与氧气反应生成水，说明水是由氢和氧两种元素组成的，氢气燃烧放出热量，说明化学反应过程中伴随着能量的变化和氢气燃烧放出大量的热，故填化学反应中分子可分、原子不变或证明了水是由氢和氧两种元素组成的或化学反应过程中伴随着能量的变化或氢气燃烧放出大量的热等。 6.在实验室中探究氢气的有关性质，并回答下列问题。 (1)要证实“氢气的密度比空气小”，这属于氢气的 （填“物理”或“化学”）性质，请设计一种简单的实验方案，简述该方案的操作方法和有关现象： ； (2)欲点燃氢气，做“氢气在空气中燃烧”的实验，在点燃前，必须先检验氢气的 。纯净的氢气在空气里安静地燃烧，点燃氢气后观察到的现象是 ； 【答案】(1)物理 用氢气吹气球，放在空气中，气球上升 (2)纯度 点燃氢气后观察到的现象是 【解析】（1）“氢气的密度比空气小”，密度不需要通过化学变化就能表现出来，这属于氢气的物理性质； 若气体的密度比空气的小，装有该气体的气球在空气就会上升，则操作方法为用氢气吹气球，放在空气中，气球上升； （2）氢气具有可燃性，氢气不纯，点燃可能会爆炸，在点燃前要先检验氢气的纯度； 纯净的氢气在空气中会安静地燃烧，点燃氢气后观察到的现象是氢气燃烧，发出淡蓝色火焰，放热。 7.(1)氢能源作为理想的清洁燃料的原因是燃烧产物无污染，写出其燃烧的产物 ； (2)氢能源作为新能源的其他优点还有 (答一条即可)； (3)绿氢是通过使用可再生能源(如太阳能、风能、核能等)制造的氢气，例如，通过可再生能源发电进行电解水制氢，写出电解水制氢的化学方程式 。 【答案】(1)H2O/水 (2)燃烧热值高 (3) 【解析】（1）氢气和氧气在点燃的条件下生成水，所以其燃烧的产物是H2O； （2）氢能源作为新能源的其他优点还有燃烧热值高； （3）水在通电条件下生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：。 8.科技缔造生活，创新筑梦未来。中国空间站的建成标志着中国从航天大国迈向了航天强国。火箭燃料是发射梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭采用低温液氢液氧环保型推进剂作为动力来源。氢气与氧气反应的化学方程式为 ，液氢液氧推进剂被称为“环保型推进剂”的原因是 ，氢气没有被广泛应用的原因 。 【答案】 氢气本身无毒，完全燃烧所放出的热量高且燃烧产物是水，不污染空气 氢气的制取成本高和贮存困难 【解析】氢气在氧气中燃烧生成水，化学方程式为，故填：； 液氢液氧推进剂被称为“环保型推进剂”是因为氢气本身无毒，完全燃烧所放出的热量高且燃烧产物是水，不污染空气； 氢气没有被广泛应用是因为氢气的制取成本高和贮存困难。 9.某校化学兴趣小组的同学在老师的指导下进行了“水的组成及变化”的探究实验。 【提出问题】水是由哪些元素组成的？ 【设计并进行实验】 (1)实验1（燃烧法）：在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，观察到火焰呈淡蓝色。然后在火焰上方罩一个冷而干燥的小烧杯，过一会儿，观察到烧杯壁有 且烧杯外壁发热。反应的化学方程式为 。 (2)实验2（电解法）：按图进行电解水实验。用燃着的木条检验b中产生的气体，可观察到的现象是 。 【实验结论】 (3) 由上述两个实验都能得到的实验结论是 。 【答案】(1)水雾出现（合理即可） (2)木条燃烧的更旺 (3)水是由氢元素和氧元素组成 【解析】（1）氢气燃烧生成水，所以可以观察到烧杯内壁出现水雾； 氢气燃烧生成水，方程式为； （2）电解水正氧负氢，氢二氧一，b管产生的气体较少，是氧气，氧气具有助燃性，所以用燃着的木条检验b中产生的气体，可观察到木条燃烧的更旺； （3）氢气燃烧生成水，水电解生成氢气和氧气，氢气是由氢元素组成的，氧气是由氧元素组成的，根据反应前后元素种类不变，说明水是由氢元素和氧元素组成的。 10.用氢、制氢、储氢是氢能研究的热点。 (1)用氢 ①2022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 。点燃氢气前需要 （填操作方法）。 ②氢燃料电池汽车“领跑”氢能应用，氢燃料电池工作时将 能转化为电能。 (2)制氢 甲烷和水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一，主要流程如下： 已知：氧化钙（）可以吸收二氧化碳，转化成碳酸钙（）固体。 ①转化I发生反应的符号表达式为 。 ②时加入的作用是 。 (3)储氢 ①物理储氢：液态氢是氢电池的燃料，氢气在高压下转化为液态氢进行存储。 ②化学储氢：如图表示和在和的催化下，实现的再利用和储氢的原理。在此过程中，和的质量将 （填“变大”，变小”或不变”）。 【答案】(1) 检验氢气的纯度 化学 (2) 吸收二氧化碳 (3)不变 【解析】（1）①氢气燃烧生成水，该反应的符号表达式为：； 氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故点燃氢气前需要检验氢气的纯度； ②氢燃料电池利用氢气燃烧提供能量，故氢燃料电池工作时将化学能转化为电能； （2）①转化I发生反应为甲烷和水蒸气在催化剂和650℃条件下反应生成二氧化碳和氢气，该反应的符号表达式为：； ②氧化钙可以吸收二氧化碳转化成碳酸钙，故600℃时加入氧化钙的作用是：吸收二氧化碳； （3）②在该反应中，Pd和MgO是催化剂，化学反应前后，催化剂的质量不变。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$