第十一单元 第二节 化学与能源开发-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级下册化学(鲁教版2024)

6. A [解析] 塑料是最常见的有机合成材料,具有密度 小、耐腐蚀、易加工等优点,A正确;棉花的主要成分是纤 维素,羊毛的主要成分是蛋白质,B错误;有机玻璃属于塑 料,蚕丝属于天然纤维,C错误;钛合金属于金属材料,玻璃 钢、碳纤维复合材料属于复合材料,D错误。 几种常见材料的辨别 1. 玻璃、有机玻璃、玻璃钢是三种不同的材料,玻璃 是无机非金属材料;有机玻璃是一种塑料,属于有机合 成材料;玻璃钢则属于复合材料。 2. 玻璃纤维与纤维不同,玻璃纤维是在高温下将玻 璃抽成丝而制成的,属于无机非金属材料,而纤维属于 有机高分子材料,分为天然纤维和合成纤维两大类。 3. 纳米材料不是合成的新材料,而是将已有材料的 颗粒制成纳米量级。 7. A [解析] 聚四氟乙烯可作为不粘锅内壁的涂层,说明 该物质是一种耐高温的有机物,A错误、B正确;聚四氟乙 烯[(CF2CF2)m]中氟的质量分数为 (19×4)m 100m ×100%= 76%,C正确;由聚四氟乙烯的化学式可知,它是一种有机 合成高分子材料,D正确。 8. D 9. B [解析] 聚乳酸是一种相对分子质量较大的有机高 分子化合物,也是一种可降解塑料,不会产生“白色污染”, A、D正确;分解反应是指由一种物质生成两种或两种以上 其他物质的反应,聚乳酸降解生成CO2 和H2O,是聚乳酸 与空气中的氧气反应的结果,不属于分解反应,B错误;由 题目给出的聚乳酸的化学式可知,聚乳酸中碳元素的质量 分数为 12×3×n 12×3×n+1×4×n+16×2×n×100%=50% ,C 正确。 10. (1) ①②③⑤ ④ (2) 隔绝氧气和水 (3) 钢的硬 度大 将打磨后的铝丝放入少量硫酸亚铁溶液中,若铝丝 表面有固体析出,溶液由浅绿色变为无色,则说明铝比铁 活泼(合理答案均可) (4) 开发新材料可解决人们对不同 物质的需求,从而改善人类生存条件(合理答案均可) 11. (1) 聚氯乙烯 (2) 不能 若顺序调换,氯化氢气体就 会被石灰水吸收,无法通过硝酸银溶液来检验是否生成了 氯化氢气体 (3) 7.2g 17.6g (4) 不含 6∶1 (5) ABCE [解析] (1) 二氧化碳能使澄清石灰水变浑 浊,水蒸气能使白色的无水硫酸铜变成蓝色,氯化氢气体 溶于水得到盐酸,盐酸与硝酸银溶液反应生成氯化银白色 沉淀,由题干信息可知,B、C、D装置都产生明显的现象,所 以可知燃烧的生成物中有水、二氧化碳和氯化氢气体,该 塑料袋是用聚氯乙烯制成的。(2) 装置C是用来检验氯化 氢气体存在的,澄清石灰水是用来检验二氧化碳存在的, 若将装置C、D 顺序调换,氯化氢气体就会被石灰水吸收, 无法通过硝酸银溶液来检验是否生成了氯化氢气体。 (3) 反应后的产物为水和二氧化碳,由于二氧化碳通过氢 氧化钠溶液要带出水蒸气,故应该先吸收水,再吸收二氧 化碳,所以F装置吸收的是水,故水的质量为220.8g- 213.6g=7.2g,其 中 氢 元 素 的 质 量 为 7.2g× 1×2 18 ×100% =0.8g,而G装置增加的质量为二氧化碳 的质量,故二氧化碳的质量为217.8g-200.2g=17.6g, 其中碳元素的质量为17.6g× 1244×100% =4.8g。 (4) 根据质量守恒定律可知,碳元素和氢元素来自聚乙烯, 其质量之和与聚乙烯的质量相等(4.8g+0.8g=5.6g), 所以可以判断聚乙烯中只含有碳元素和氢元素,而没有氧 元素,所以碳元素和氢元素的质量比为4.8g∶0.8g= 6∶1。 第二节　化学与能源开发 1. D 2. D 3. B 4. B 5. 可再生 光(或太阳) 电 6. C 7. A [解析] 氢气燃烧产物是水,无污染,是最理想的能 源,A正确;碳纤维是含碳量高于90%的高新技术材料,属 于混合物,不属于化合物,B错误;MgH2 中镁元素显 +2价,氢元素的化合价为-1,C错误;MgH2 遇水时可生 成氢氧化镁并放出氢气,反应的化学方程式为 MgH2+ 2H2O􀪅􀪅Mg(OH)2+2H2↑,D错误。 8. A [解析] 该电池充电时的工作原理是LiFePO4 在通 电的条件下反应生成FePO4和Li,反应符合“一变多”的特 点,属于分解反应,A错误;题中电池放电时把化学能转化 为电能,B正确;在FePO4 中,磷元素为+5价,氧元素为 -2价,设铁元素的化合价为x,根据化合物中各元素正、 负化合价的代数和为零可得,x+(+5)+(-2)×4=0, x=+3,C正确。天然水体中由于过量营养物质的排入, 引起各种水生生物、植物异常繁殖和生长现象称为水体富 营养化,该电池中含有磷元素,易造成水体富营养化,因此 废弃的电池应该回收处理,故D正确。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 34 9. (1) 催 化 +3 (2) 3H2+2Mg2Cu 一定条件 􀪅􀪅􀪅􀪅􀪅 3MgH2+MgCu2 [解析] (1) 在ZnFe2O4 循环制氢体系 中,反应①中ZnFe2O4 分解,反应②中又生成ZnFe2O4, ZnFe2O4在整个过程中,化学性质和质量均不变,为催化 剂;根据化合物中元素化合价的代数和为零,设铁元素的 化合价为x,则(+2)+2x+(-2)×4=0,x=+3。(2) 从 图中 可 以 看 出,反 应 物 是 H2 和 Mg2Cu,生 成 物 是 MgH2和MgCu2。 10. (1) 化学 环保(合理答案均可) (2) 减小 (3) 经 济的制氢方法有待寻找(或需要解决氢气的贮存和运输问 题等合理答案均可) [解析] (1) 常温下,电池将氢气和 氧气反应的化学能转化成电能。氢氧燃料电池的优点是 原料来源丰富(可用水制氢气)、燃烧时放热多、产物是水、 无污染等。(2) 电池工作过程中,电池内的水增多,溶液的 碱性减弱,pH将会减小。(3) 目前在生产和生活中还没有 大量应用氢能源的原因是没找到合适、廉价的制氢方法及 合理、安全的贮存和运输方法等。 11. (1) FeO 能耗低 (2) 化学 2CO+O2 点燃 􀪅􀪅2CO2 (合理答案均可) (3) AD [解析] (1) 由题图甲可知,转 化过程中循环利用的物质有四氧化三铁和氧化亚铁 (FeO)。与电解水相比,该方法是在太阳能作用下将水分 解生成氢气和氧气,故其优点是能耗低。(2) 通过光催化 得到太阳能燃料,该过程是将光能转化为化学能。根据材 料中的信息,在太阳光照射下,通过光催化将水、二氧化碳 直接转化为甲醇、氢气、一氧化碳、甲烷等太阳能燃料,太 阳能燃料充分燃 烧 的 化 学 方 程 式 可 以 为2CO+O2 点燃 􀪅􀪅2CO2。 第三节　化学与农业生产 1. D 2. D 3. C 4. (1) ABC (2) 酸性 (3) NH4NO3+KOH △ 􀪅􀪅 KNO3+NH3↑+H2O 不能 5. D [解析] A中NH4Cl与KCl均为白色晶体,外观相 似;B中 NH4HCO3 与KCl都易溶于水;C中 K2SO4 与 Ca3(PO4)2都无明显气味,所以A、B、C三种方法都不可 行。(NH4)2SO4能与Ca(OH)2 反应,产生有刺激性气味 的氨气,这是铵盐的特性,利用此性质可将(NH4)2SO4 与 K2SO4区分出来。 化肥施用和鉴别的注意事项 1. 铵态氮肥(铵盐)不能与碱性物质(如熟石灰、草 木灰等)混合施用,否则两者会发生反应放出氨气,降低 肥效。 2. 硝酸铵受热易分解,经高温或猛烈撞击后易发生 爆炸,所以当硝酸铵结块时,不要用重锤砸碎。 3. 尿素不是铵盐,与熟石灰混合研磨没有刺激性气 味的气体产生。 6. C [解析] A项,根据图示可知,尿素需要在土壤中酶 的作用下转化为铵态氮肥才能被植物吸收,即尿素中的氮 元素不能直接被植物吸收,错误;B项,根据质量守恒定律 可知,化学反应前后元素种类不变,因尿素中不含氯元素, 故生成的铵态氮肥中不可能含有NH4Cl,错误;C项,铵态 氮肥能溶于水,暴雨后会使大量的铵态氮肥溶于水而流 失,正确;D项,根据题图乙可知,0~t1℃时,碳酸氢铵和硫 酸钠的溶解度都随温度的升高而增大,且受温度变化的影 响都较大,利用降温结晶的方法无法使两种物质分离, 错误。 7. (1) 尿素 碳酸氢铵 氯化铵 (2) 无 (3) 能 (4) 2NH4Cl+Ca(OH)2􀪅􀪅CaCl2+2NH3↑+2H2O[或 NH4HCO3+Ca(OH)2 􀪅􀪅CaCO3+NH3↑+2H2O] [解析] (1) 加入熟石灰研磨时,无刺激性气味产生的是尿 素;加入足量稀盐酸时,有气泡产生的是碳酸氢铵,无气泡 产生的是氯化铵;因此A是尿素,B是碳酸氢铵,C是氯化 铵。(2) 如果步骤Ⅱ中B、C两种样品没有另取,由于碳酸 氢铵和熟石灰反应生成碳酸钙,氯化铵和熟石灰反应生成 氯化钙,滴加稀盐酸时,碳酸钙和稀盐酸反应生成二氧化 碳,氯化钙不能和稀盐酸反应,因此仍然可区分碳酸氢铵 和氯化铵,对实验结果无影响。(3) 常温下碳酸氢铵能够 分解生成水、二氧化碳和氨气,氨气有刺激性气味,而氯化 铵常温下不能分解,因此常温下如要鉴别B、C两种样品, 能采取闻气味的方法。(4) 步骤Ⅰ中氯化铵能与氢氧化钙 反应生成氯化钙、氨气和水,碳酸氢铵能与氢氧化钙反应 生成碳酸钙、氨气和水。 8. (1) 硝酸钾(或 KNO3) 三种化肥均易溶于水 (2) BaCl2+K2SO4 􀪅􀪅2KCl+BaSO4↓(合理答案均 可) 93∶79 [解析] (1) KNO3 中含氮、钾两种营养元 素,属于复合肥;K2SO4 中含有钾元素,属于钾肥;NH4Cl 中含有氮元素,属于氮肥。三种化肥包装袋上均写着“防 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 44 74 第二节　化学与能源开发 ▶ “答案与解析”见P43 1. 下列能源中,不会对环境造成污染且是取之 不尽的新能源的是 ( ) A. 天然气 B. 石油 C. 酒精 D. 太阳能 2. (2024·常州模拟)下列能量转化过程中由化 学能转化为电能的是 ( ) A. 电解水 B. 潮汐发电 C. 电灯照明 D. 干电池作电源 3. (2023·广州)液氢、煤油(含C、H元素)、液 氧可用作“神舟”飞船运载火箭的推进剂,下 列说法不正确的是 ( ) A. 火箭发射时仅靠空气不足以使燃料充分燃烧 B. 液氢和煤油完全燃烧的反应都是化合反应 C. 液氢是高能燃料且燃烧后的产物无污染 D. 飞船进入轨道后主要利用太阳能维持工作 4. 下列关于化学电池的说法,不科学的是 ( ) A. 太阳能电池是一种将太阳能转换为电能 的装置 B. 干电池放电之后还能充电再次使用 C. 化学电池用完后不能随意丢弃 D. 氢氧燃料电池使用的能源是可再生能源 (第5题) 5. 太阳能是 (填“可再 生”或“不可再生”)能源,直 接利用太阳能可有效减少碳 排放。如图所示为一辆低碳 化未来汽车,车顶部装有高效光电转换器,它 可将 能转化为电能;车轮的轮毂其 实是风力发电机,可以把捕捉到的风能转化 为 能。 6. 下列关于能源和环境的说法,错误的是( ) A. 化学电池是将化学能转化成电能的装置 B. 废旧电池的随意丢弃,会带来严重的环境 污染问题 C. 氢气燃烧的过程中,热能转化成化学能 D. 氢能是理想的新型能源,它有热值高、资 源丰富、对环境无污染等优点 7. (2023·滁州期末)北京冬季奥运会火炬采用 氢气作为燃料,火炬燃烧罐以碳纤维材质为 主,有科学家预测未来的10年世界将进入氢 能源时代。固体 MgH2 作为一种储氢介质, 遇水时可生成氢氧化镁并放出氢气。以下说 法正确的是 ( ) A. 氢气是最理想的能源 B. 碳纤维是一种新型的化合物 C. MgH2中氢元素的化合价为+1 D. MgH2与水反应的化学方程式为MgH2+ H2O􀪅􀪅Mg(OH)2+H2↑ 8. (2024·青岛模拟)磷酸铁锂电池因其安全性 好、放电稳定、寿命长等优点被广泛应用于新 能源汽车动力,其工作原理总反应式为 LiFePO4 充电 放电􀜩􀜨􀜑 FePO4+Li。下列说法不正确 的是 ( ) A. 该电池充电时发生的是化合反应 B. 该电池放电时将化学能转化为电能 C. 已知FePO4中磷元素为+5价,则铁元素 的化合价为+3 D. 该电池中含有的磷元素易造成水体富营 养化,因此废弃的电池应该回收处理 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(鲁教版)九年级下 75 9. 氢能是最理想的能源。如图所示为制取与贮 存氢气的一种方法。请回答相关问题: (第9题) (1) ZnFe2O4在循环制氢体系的总反应中起 作用,其中铁元素的化合价为 。 (2) 反应③的化学方程式为 。 10. 制造性能优良的氢氧燃料电池是 新能源开发中的重点研究课题。 如图所示为一种氢氧燃料电池的 结构剖面图。 (第10题) (1) 常温下,电池将氢气和氧气反应的 能转化成电能。氢氧燃料电池的 优点除能量转化率高外,还有 (写一点即可)。 (2) 电池内的KOH溶液起导电作用,电池 工作 过 程 中,电 池 内 溶 液 的 pH 将 会 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3) 氢气作为能源,目前还难以广泛应用, 请写出其中一点原因: 。 11. 阅读下列材料,回答相关问题。 《2050年世界与中国能源展望》中提 出,全球能源结构正在向多元、清洁、低碳转 型。太阳能的利用是热门研究方向之一。 例如,可以利用太阳能将水转化为H2,某种 光分解水的过程如图甲所示,产生的H2 在 一定 条 件 下 与 CO2 反 应 合 成 液 态 燃 料 CH3OH(甲醇)。也可以在太阳光照射下, 通过 光 催 化 将 H2O、CO2 直 接 转 化 为 CH3OH、H2、CO、CH4 等太阳能燃料(如图 乙)。另外,还可以利用照明灯、人体散发的 热量等生活中随处可见的废热发电,我国研 发的“柔性、可裁剪碲化铋(Bi2Te3)/纤维素 复合热电薄膜电池”,能充分贴合人体体表, 实现利用体表散热为蓝牙耳机、手表、智能 手环等可穿戴电子设备供电(如图丙)。可 以看出,在新能源的开发和利用中,化学起 着不可替代的作用。 (第11题) (1) 图甲转化过程中循环利用的物质有 Fe3O4和 ;与电解水相比,该方法 的优点是 。 (2) 通过光催化得到太阳能燃料,该过程是 将光能转化为 能;太阳能燃料充分 燃烧的化学方程式为 (写一个即可)。 (3) 下列说法正确的是 (填字母)。 A. 能源结构向多元、清洁、低碳转型 B. 太阳能属于不可再生能源 C. 生活中的废热无法利用 D. 化学与新能源开发密切相关 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十一单元　化学与社会发展