Question

17．水是生命之源，人类的生活、工业、农业都离不开水．请回答：
（1）以下的“水”属于纯净物的是D；
A．雨水           B．消毒水          C．海水            D．蒸馏水
（2）如图1是一种家庭能量储存系统原理示意图，在该系统中，白天利用太阳能电池将太阳辐射能直接转换为电能，给用电器供电并用装置X电解水；夜晚，装置Y是氢-氧燃料电池，用于夜晚给用电器供电．
①白天，装置X中发生电解水的反应其中正极产生的气体为氧气；
②夜晚，装置Y中化学能转化为电能；
③该系统的下列说法，正确的是ABC（填序号）．
A．该系统中能量的最初来源是太阳能
B．装置X工作将电能转化为化学能
C．该系统能实现物质的零排放，保护了环境．
（3）A、B两种物质的溶解度曲线如图2．
①图中P点的含义是t₁℃A和B两种物质的溶解度相等．
②t₂℃时，将A、B两物质的饱和溶液各100g，分别降温到t₁℃，所得A溶液的质量＜B溶液的质量．（填“＞”或“＜”或“=”）
（4）密闭容器中装有氢气、一氧化碳、氧气组成的混合气体，用电火花点燃，
①若要三种物质恰好完全反应，则应满足的条件是混合气体的体积与氧气的体积比是2：1．
②若混合气体的中含氧气32克，则三种物质恰好完全反应时，其余两种气体总质量的取值范围是4g＜两种气体总质量＜56g．

Answer 1

分析 （1）纯净物是由一种物质组成；（2）①根据正氧负氢回答本题；②根据夜晚，装置Y中发生的反应考虑；③装置X和Y实际上是存储了部分太阳能电池产生的电能，太阳能电池利用光能转化为电能可直接用于工作；马达实现了电能与机械能的转化；在装置X中，电解水生成H₂、O₂，实现了电能与化学能的转化；在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能，作用于马达实现了电能与机械能的转化，氢氧燃料电池的负极上应是H₂参加反应，装置X能利用光能实现H₂、O₂、H₂O的循环再生；（3）①根据交点表示的意义考虑；②根据降温后是否析出晶体考虑；（4）①根据氢气燃烧和一氧化碳燃烧的方程式进行分析②利用极值法进行分析，假设全是氢气，算出需要氢气质量来，再假设全是一氧化碳，再计算出一氧化碳的质量来．

解答 解：（1）纯净物是由一种物质组成，雨水、消毒水、海水都含有多种物质，都属于混合物，蒸馏水是由水一种物质组成，属于纯净物；
（2）①电解水时正氧负氢，正极产生氧气，负极产生氢气；②在装置Y中构成燃料电池，化学能转化为电能；③A．装置X和Y实际上是存储了部分太阳能电池产生的电能，太阳能电池利用光能转化为电能可直接用于工作；马达实现了电能与机械能的转化；该系统中能量的最初来源是太阳能，故A正确；
在装置X中，生成H₂、O₂，实现了电能与化学能的转化，故B正确；电解水系统工作中是太阳能转化为电能，电能转化为化学能，过程中是水的转化反应关系应用，该系统能实现物质的零排放，保护了太空环境，故C正确；
（3）①交点表示在该温度时，两种物质的溶解度相等，所以P点的含义是t₁℃A和B两种物质的溶解度相等；②t₂℃时，将A、B两物质的饱和溶液各100g，分别降温到t₁℃，A溶液析出晶体，溶液质量减少，B溶液不会析出晶体，溶液质量不变，所以A溶液质量小于B溶液质量；
（4）①根据氢气燃烧和一氧化碳燃烧的方程式可知氢分子和氧分子的体积比是2：1；一氧化碳分子和氧分子的体积比也是2：1，所以恰好完全反应的条件是，混合气体的体积与氧气的体积比是2：1；②假设全是氢气，与32g氧气反应需要氢气质量为4g，假设全是一氧化碳，与32g氧气反应需要一氧化碳的质量为56g，所以两种气体总质量的取值范围是：4g＜两种气体总质量＜56g．
故答案为：（1）D；（2）①氧气；②化学；③ABC（3）①t₁℃A和B两种物质的溶解度相等；②＜；（4）①混合气体的体积与氧气的体积比是2：1；②4g＜两种气体总质量＜56g．

点评 本题考查化学电源新型电池，题目难度中等，本题注意把握航天器能量储存系统的工作原理，把握能量的转化形式．