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5.1洁净的燃料——氢气同步练习-2022-2023学年九年级化学科粤版上册
一、单选题
1．下列关于氢气在空气中燃烧的说法，错误的是（　　）
A．发出淡蓝色火焰
B．放出大量的热
C．产生浓烈的刺激性气味
D．燃烧前一定要检验其纯度
2．如图是教材中两个实验，下列有关说法错误的是
A．实验①点燃氢气之前要检验其纯度
B．实验②a，b两管上方生成气体的体积比的为2：1
C．两个实验中发生的反应都是分解反应
D．两个实验均可证明水的组成
3．氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用，其主要原因是
A．制取成本高和贮存困难
B．氢气燃烧条件难以满足
C．制备氢气原料极其匮乏
D．氢气燃烧过程难以控制
4．从环境保护角度考虑，下列燃料中最理想的是（　　）
A．煤气 B．酒精 C．汽油 D．氢气
5．目前，科学家提出了一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系（如图）。下列说法错误的是（　　）
A．燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能
B．该氢能源的循环体系能够实现太阳能转化为电能
C．在此循环中发生了反应：
D．目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂
6．检验氢气纯度时，判断氢气较纯的现象是
A．没有听到声音 B．听到很小的声音
C．听到尖锐的爆鸣声 D．试管爆炸
7．在氧气中燃烧，产生明亮蓝紫色火焰的是
A．硫 B．红磷 C．铁丝 D．氢气
8．下列物质在氧气中燃烧，生成大量白烟的是
A．铁丝 B．氢气 C．一氧化碳 D．红磷
9．从环境保护角度看，人类最理想的能源是（ ）
A．煤 B．石油 C．天然气 D．氢气
10．已知同温同压下，气体的分子个数之比等于气体体积之比。密闭容器中氢气在一定量的氧气中完全燃烧时，常温下测得氢气的体积与剩余气体体积的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．B点表示的意义是氢气和氧气恰好完全反应
B．氧气的起始体积为2mL
C．AB段表示剩余气体为氧气
D．C点表示剩余气体体积为(x﹣2)mL
11．同学们用“电解水”和“氢气燃烧”两个反应探究水的组成，他们依次进行了如下实验：
下列有关描述正确的是（ ）
A．实验①中正、负极产生气体的体积比为
B．实验②的目的是检验氢气中是否混有水蒸气
C．实验②不能确认水是由氢、氧两种元素组成
D．两个反应中，原子的种类和个数均保持不变
12．氢气作为21世纪极具开发前景的新能源之一，理由是
①燃烧热值高 ②原料资源丰富 ③储存和运输时安全性高 ④燃烧产物无污染
A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④
二、填空题
13．写出下列反应的化学方程式。
(1)氢气在空气中燃烧_________。
(2)红磷在空气中燃烧__________。
(3)铁在氧气中燃烧__________。
(4)碳酸钙固体在高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳_________。
14．氢气在空气中燃烧，产生________色火焰，并放出____________，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，可以看到有________生成，反应的文字表达式为____________________。
15．某商场开业庆典时，店外挂的氢气球因人群拥挤而被挤破，遇上点燃的香烟，引起爆炸，并引发邻近一串氢气球爆炸。迅速掠过的火苗烧焦了一些顾客的头发，并轻度灼伤多人的皮肤。请回答：
(1)以上事实说明氢气具有什么化学性质？_______。
(2)某兴趣小组在进行探究时，试验用稀有气体氦气作为大型探空气球的填充气，其原因是：①_______；②_______；不能用氢气作为探空气球的填充气体，其原因是_______。
16．庆典中释放的气球，是由可降解材料制成的，最终会慢慢分解，不会造成污染。
（1）气球降解的过程属于_______ (“化学”或“物理”)变化
（2）气球能够飞上天是因为其中填充了氦气，这里不用氢气的原因是_____________。
三、简答题
17．借助直角玻璃管（省略其它夹持仪器，如下图）进行创新实验可使现象更明显，操作更简便。
(1)白烟实验
根据图1、2中白烟的位置推知：图1中氯化氢分子的运动速率______（填“>”或“<”，下同）氨气分子；图2中氯化氢的密度______氨气的密度。
(2)氢气性质实验
图3中产生氢气的化学方程式为______。从安全角度分析，待镁条反应一段时间后，方可在b处点燃氢气的原因是______；实验中还能观察到a处的现象是______。
18．如右图所示，小雨将纯净的氢气点燃，观察到管口有淡蓝色火焰，将干燥的烧杯罩在火焰上方，烧杯内壁出现水雾。据此：
（1）她发现氢气的一个性质是 ______ 。
（2）该反应的文字表达式为 ______ 。
（3）该性质决定了氢气是一种理想的燃料，其突出的优点是 ______ 。
四、推断题
19．A-F分别是氢气、氧气、碳、一氧化碳、二氧化碳、氧化铜等六种物质中的一种，它们之间的相互关系如图所示实线相连的两种物质可以相互反应，虚线相连的两种物质不能相互反应），其中B是一种黑色固体。请回答下列问题：
(1)若A是最清洁的能源，则A的化学式为________。
(2)写出F的一种用途________。
(3)C和D反应的化学方程式为________。
五、实验题
20．取一只纸杯，在底部开一小孔，倒置在实验桌上（倒置时纸杯下垫木条使纸杯的下边缘一端稍稍抬起），用纸团堵住小孔，先收集满氢气后，拿掉堵小孔的纸团，用燃着的长木条在小孔处点燃氢气，实验过程如图所示 ：
（1）请写出 B 中氢气燃烧的实验现象________________．
（2）请你用所学知识解释C中纸杯被高高掀起的原因_______________．
（3）“11 22”青岛输油管道爆炸事故造成重大人员伤亡和财产损失，请你推测管网发生爆炸的主要原因是__________________．
六、综合应用题
21．用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的纯度（杂质不与氢气反应），同学们设计了以下实验装置，准确称取15克干燥样品进行实验。
（1）实验中，乙装置的作用是______。
（2）准确称取完全反应前后装置丙和丁的质量如表：
装置丙 装置丁
反应前 48.8克 161.2克
反应后 46.4克 163.9克
小丽想根据装置丁的质量变化进行计算，请帮小丽求出氧化铜样品的纯度___（写出计算过程）。
（3）根据以下原因计算，可能导致结果偏大的是______。
A 装置的气密性不好
B 空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C 通入的氢气量不足
D 空气中的二氧化碳被丁处浓硫酸吸收
七、科学探究题
22．同学们在老师指导下进行氢气还原CuO实验。已知：H2+CuOCu+H2O。
【实验步骤】
（1）同学们利用图一所示的装置制取氢气，写出其中标号仪器的名称a______，
（2）获取一定量氢气后夹紧止水夹，图一中多孔隔板处依次观察到的现象是______（用字母甲、乙、丙对如图进行排序）。
（2）同学们按图二所示装置进行实验。实验时先通入一会儿氢气（目的是______），然后加热CuO。
（3）待CuO全部______（填现象）时，停止加热，继续______至试管冷却。
【发现问题】 反应生成的红色固体全部是铜吗？
【查阅资料】 ①氢气还原CuO时，若反应不彻底，红色固体还可能是Cu2O。
②Cu2O与稀硫酸发生如下反应：Cu2O+H2SO4＝CuSO4+Cu+H2O
【作出猜想】 红色固体的成分：①只有Cu；②只有Cu2O；③______。
【实验验证】
（1）取少量红色固体装入试管，加入足量的稀硫酸，溶液变成蓝色，且仍有红色固体残留。据此可知，猜想______不成立。
（2）再取3.4g红色固体加入足量稀硫酸中，充分反应后过滤，将红色滤渣洗涤、干燥后，称其质量为2.4g，则猜想______成立。请你据此猜想写出对应的氢气还原氧化铜的化学方程式______。
【实验改进】
考虑上述实验的不足，同学们对其进行改进。
（1）针对如图的改进装置，下列叙述正确的______。
A．推入30mL氢气时，装置内空气基本排尽
B．实验过程中，长柄U形玻璃管内壁看不到水珠
C．实验结束，取下小气球点燃，可能听到爆鸣声
（2）与原装置相比，改进装置的优点是______（写一条）。
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参考答案：
1．C
【详解】A、氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰， 此选项正确；
B、氢气在空气中燃烧，放出大量的热，此选项正确；
C、氢气在空气中燃烧生成水，不会产生浓烈的刺激性气味，此选项错误；
D、可燃性气体与空气混合后点燃可能发生爆炸，氢气具有可燃性，为防止发生爆炸，燃烧前一定要检验其纯度，此选项正确。故选C。
2．C
【详解】A、氢气具有可燃气，点燃氢气前要检验纯度，否则可能会发生爆炸，故说法正确；
B、电解水实验中，a管连接负极，负极产生氢气，b管连接正极，正极产生氧气，且体积比为2：1，故说法正确；
C、氢气燃烧实验生成水，是由两种物质生成一种物质的反应是化合反应。电解水生成氢气和氧气，是由一种物质分解产出两种物质的反应是分解反应，故说法错误；
D、电解水生成氢气和氧气，氢气在氧气中燃烧生成水，氢气和氧气分别由氢元素和氧元素组成，说明水是由氢元素和氧元素组成的，故选项说法正确；
故选C。
3．A
【详解】A、制取成本高且不易贮存是氢气作为燃料暂时还不能广泛使用的主要原因，故正确；
B、氢气是一种极易燃烧的气体，燃烧条件很容易满足，故错误；
C、目前水资源受污染状况可控，大量的海水淡化后可用，故错误；
D、氢气燃烧可以通过阀门来控制，故错误。故选A。
4．D
【详解】氢气燃烧产物只有水，对环境无污染，所以从环境保护的角度考虑，最理想的燃料是氢气，故选D。
5．C
【详解】A、通过图示可以观察出，燃料电池能够使化学反应产生的能量转化为电能，故正确；
B、通过图示可以看出，太阳能可以转化为电能，故正确；
C、在此循环中H2O转变为2H2、O2，是光分解催化剂的作用，而不是通电使H2O转变为2H2、O2，故错误；
D、最经济最理想的获得氢能源的循环体系中最重要的是光分解催化剂，所以目前化学家急需解决的问题是寻找合适的光照条件下分解水的催化剂，故正确。故选C。
6．B
【详解】检验氢气纯度的方法是点燃氢气，听到有很小的声音的氢气较纯，听到尖锐的爆鸣声则不纯，故选B。
7．A
【详解】A、硫在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色的火焰，符合题意；
B、红磷在氧气中燃烧，冒出大量的白烟，放出热量，不符合题意；
C、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体，不符合题意；
D、氢气在氧气中燃烧发出淡蓝色的火焰，不符合题意。
故选A。
8．D
【详解】A. 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。故A不符合题意；
B. 氢气在氧气中燃烧，产生淡蓝色火焰，罩在火焰上方的冷而干燥的烧杯内壁出现水雾。故B不符合题意；
C. 一氧化碳与氧气在点燃条件下反应，产生蓝色火焰，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体。故C不符合题意；
D. 红磷在氧气中燃烧，发出白色火焰，放热，产生大量白烟。故D符合题意。
故选D。
9．D
【详解】氢气燃烧无污染，发热量高，是人类最理想的能源。故选D。
10．D
【详解】同温同压下，气体的分子个数之比等于气体体积之比；氢气与氧气反应的化学方程式为2H2+O22H2O，则每2体积的氢气能与1体积的氧气完全反应；A、B点剩余气体的体积为0，说明氢气和氧气恰好完全反应，故选项说法正确；B、氢气和氧气恰好完全反应时消耗的氢气的体积为4mL，则氧气的起始体积为2mL，故选项说法正确；C、氢气的体积为4mL时恰好完全反应，则氢气的体积小于4mL时，剩余的气体为氧气，AB段表示剩余气体为氧气，故选项说法正确；D、氢气与氧气恰好完全反应后，继续通入氢气，剩余气体为氢气，C点表示剩余气体体积为（x-4）mL，故选项说法错误。故选D。
11．D
【详解】A、实验①是电解水，电解水时，连接正极的玻璃管内生成的氧气与连接负极的玻璃管内生成的产生氢气的体积比为，选项错误；
B、实验②是氢气与氧气燃烧后生成水的反应，不能检验氢气中是否混有水蒸气，选项错误；
C、实验②中氢气燃烧生成了水，化学反应前后元素种类不变，能够确认水是由氢、氧两种元素组成，选项错误；
D、两个反应都属于化学反应，原子的种类和个数均保持不变，选项正确，故选D。
12．B
【详解】①氢气作为一种新能源，它具有燃烧热值高有优点。此项正确。
②可用电解水的方法制取氢气，自然界中的水资源是比较丰富的，此项正确。
③氢气为可燃性气体，易发生爆炸，此项不正确。
④氢气燃烧后会生成水，不产生污染。此项正确。所以应选B项。
13．(1)
(2)
(3)
(4)
【分析】(1)
氢气在空气中燃烧生成水，该反应的化学方程式为：；
(2)
红磷在空气中燃烧生成五氧化二磷，该反应的化学方程式为：；
(3)
铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为：；
(4)
碳酸钙在高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。
14． 淡蓝 大量的热 水雾 氢气＋氧气水
【详解】氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色火焰，并放出大量的热，在火焰上方罩一个干冷的烧杯，可以看到有水雾（水珠）生成，说明氢气燃烧生成水，反应的文字表达式为氢气＋氧气水。
15． 可燃性 密度比空气小 化学性质不活泼 H2能燃烧，易发生爆炸，不安全
【详解】(1)氢气具有可燃性；
(2)氦气的化学性质不活泼，密度比空气小，可以用氦气作为大型庆典中充填升空气球的气体；氢气是一种可燃性气体，一旦泄露，易发生爆炸，不安全。
16． 化学 氢气具有可燃性
【详解】（1）气球降解的过程中生成了新物质，气球的材料被消耗，属于化学变化。故答案为：化学；
（2）填充气球使用了氦气而不是氢气是因为氢气具有可燃性，可能会引起爆炸。氦气的密度也比空气小，且化学性质稳定，安全系数高。故答案为：氢气具有可燃性。
17．(1) < >
(2) 防止加热时发生爆炸 黑色固体变成红色
【解析】(1)
图1、2中白烟的位置都偏近于蘸有浓氨水的棉花球，说明氯化氢分子的运动速率小于氨气分子；根据图2，氯化氢的密度较大，聚集在直角处，氨气的密度小聚集在右上端，白烟的位置偏近于蘸有浓氨水的棉花球，说明氯化氢的密度大于氨气的密度；
(2)
镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应的化学方程式为：；点燃混有空气的氢气会引起爆炸；氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，所以a处的现象为黑色固体变成红色。
18． 可燃性 燃烧后的产物是水，无污染
【详解】（1）由图片知，氢气能燃烧，所以氢气的一个性质是可燃性。
（2）该反应的文字表达式为。
（3）该性质决定了氢气是一种理想的燃料，其突出的优点是燃烧后的产物是水，无污染。
19．(1)H2
(2)作燃料（冶炼金属）
(3)
【分析】A是最清洁的能源，A 是氢气，A与 B反应，B是一种黑色固体，则B为氧化铜。A与 E反应，E是氧气，B与C不反应，C是二氧化碳。D与C反应则D是碳。余下的F只能是一氧化碳。
(1)
A是最清洁的能源，A 是氢气，化学式为：H2
(2)
F是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性和还原性。一氧化碳的用途是，做燃料和冶炼金属。
(3)
C是二氧化碳，D是碳。二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳。化学方程式
【点睛】二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳。
20． 产 生淡蓝色的火焰，放出热量 在有限的空间内，氢气和氧气混合燃烧，会在短时间内放出大 量的热，使生成的气体体积迅速膨胀，纸杯被高高掀起 输油管道泄漏，挥发出的可燃气在管道中 积聚到一定浓度，遇火发生爆炸
【详解】（1）氢气在空气中燃烧，产生淡蓝色的火焰，放出热量；
故填：产生淡蓝色的火焰，放出热量；
（2）C 中纸杯被掀起，是因为发生了爆炸的缘故，在有限的空间内，氢气和氧气混合燃烧，会在短时间内放出大量的热，使生成的气体体积迅速膨胀，纸杯被高高掀起；
故填：在有限的空间内，氢气和氧气混合燃烧，会在短时间内放出大量的热，使生成的气体体积迅速膨胀，纸杯被高高掀起；
（3）青岛输油管道爆炸事故是因为输油管道泄漏，挥发出的可燃气在管道中积聚到一定浓度，遇火发生爆炸；
故填：输油管道泄漏，挥发出的可燃气在管道中 积聚到一定浓度，遇火发生爆炸。
21． 检验氢气中混有的水是否全部被浓硫酸吸收 80% B
【详解】（1）实验中，乙装置的作用是:检验氢气中混有的水是否全部被浓硫酸吸收；
（2）设参加反应的氧化铜的质量为x。
根据浓硫酸增加的质量可知，生成的水的量为：163.9g-161.2g=2.7g，
x=12g
氧化铜的纯度为：×100%=80%
答：氧化铜的纯度为80%。
（3）A．装置的气密性不好，导致计算的水的质量偏小，从而导致氧化铜的质量分数偏小，选项错误；
B．空气中的水分被丁处浓硫酸吸收，导致计算的水的质量偏大，从而导致计算的氧化铜质量分数偏大，选项正确；
C．通入的氢气量不足，导致水的质量偏小，从而导致氧化铜的质量分数偏小，选项错误；
D．空气中的二氧化碳不能被丁处浓硫酸吸收，不影响结果，选项错误。
故填：B。
22． 铁架台 丙乙甲 排尽空气，防爆炸 变红 通氢气 Cu和Cu2O ① ③ AC 通入氢气的量可控，节约氢气
【详解】（1）依据图示装置可知，仪器a为铁架台，仪器b为长颈漏斗；
分析图一装置的特点可知，在密闭容器内利用容器内外压强差使固液分离来控制反应的停止，则获取一定量氢气后夹紧止水夹，图一中多孔隔板处依次观察到的现象是丙 乙 甲；
故填：铁架台；长颈漏斗；丙 乙 甲；
（2）氢气具有可燃性，加热不纯的氢气，会发生爆炸，则实验时先通入一会儿氢气，目的是排尽试管内的空气，防爆炸，故填：排尽空气，防爆炸；
（3）依据氢气还原氧化铜的实验步骤可知，实验结束时，先停止加热，继续通氢气至试管冷却，则待CuO全部变红，停止加热，继续通氢气至试管冷却，故填：变红；通氢气；
[作出猜想]
氢气还原CuO时，若反应不彻底，红色固体还可能是Cu2O，则猜想③Cu 和 Cu2O的混合物，故填：Cu 和 Cu2O；
[实验验证]
（1）取少量红色固体装入试管，加入足量的稀硫酸，溶液变成蓝色，且仍有红色固体残留，说明红色固体不只有铜，则猜想①不成立，故填：①；
（2）假设3.4g红色固体都为 Cu2O，设3.4gCu2O加入足量稀硫酸中，生成铜的质量为x
说明红色固体为铜和氧化亚铜，则猜想③成立；
设3.4g红色固体中 Cu2O的质量为y
则3.4g红色固体中Cu的质量为3.4g-1.8g=1.6g,
设氢气还原氧化铜的反应方程式为：
依据反应前后原子种类和个数守恒可知，氢气还原氧化铜的反应方程式为：。
[实验改进]
（1）A.分析装置可知，长柄U型管的体积为30mL，则推入30mL氢气时，装置内空气基本排尽，故A正确；
B.氢气还原氧化铜生成水，水蒸气在长柄U形玻璃管处冷凝，内壁会看到水珠，故B错误；
C.氢气具有可燃性，点燃不纯的氢气可能会发出爆鸣声，小气球中收集的氢气有可能不纯，则实验结束，取下小气球点燃，可能听到爆鸣声，故C正确；
故填：AC；
（2）对比分析图一和图二以及丁装置可知，与原装置相比，改进装置的优点是通入氢气的量可控，节约氢气（答案合理即可），故填：通入氢气的量可控，节约氢气。
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