13. 关于燃烧的研究是一项重要的课题。某小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识燃烧。
(1) 酒精、煤、天然气是生活中常见的燃料,下列不属于三者燃烧共有的现象是______(填字母)。
A. 发光 B. 产生有刺激性气味的气体
C. 放热 D. 产生使澄清石灰水变浑浊的气体
(2) 写出酒精$(C_2H_5OH)$完全燃烧的化学方程式:______。
【任务二】探究燃烧的条件及质量变化。
(3) 该小组同学按下列实验步骤开展探究。
步骤1:室温下,按如图组装装置,装入试剂,称量装置总质量为$m_1g。$
步骤2:将锥形瓶浸入80℃的热水中,观察现象。
步骤3:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶;打开弹簧夹$K_1$和$K_2,$从$K_1$处缓慢通入约50mL氧气,再关闭$K_1$和$K_2,$称量装置总质量为$m_2g。$
步骤4:将锥形瓶再次浸入80℃的热水中,观察现象。
步骤5:取出装置,恢复至室温并擦干锥形瓶,称量装置总质量为$m_3g。$
① 通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是______。
$② m_1、$$m_2、$$m_3$的大小关系是______。
【任务三】调控燃烧。
(4) 报道显示:国内外一些煤田因发生煤层自燃,带来了资源浪费和环境污染。一旦煤层自燃,请给出一条合理的灭火建议:______。
【任务四】再探铁的燃烧。
(5) 查阅文献:颗粒直径为20~30nm的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁。
① 影响铁燃烧的因素有______(至少写出两点)。
② 铁与氧气反应的条件不同,产物不同。若5.6g铁与氧气反应可得ag产物,且铁无剩余,则a的取值范围是______。

(1) B (2) $ C_2H_5OH + 3O_2 \xlongequal{点燃} 3H_2O + 2CO_2 $ (3) ① 步骤 2 中白磷未燃烧,步骤 4 中白磷燃烧,产生白烟 ② $ m_1 ＞ m_2 = m_3 $ (4) 取土填埋,隔绝空气(合理答案均可) (5) ① 铁的表面积、氧气的浓度(合理答案均可) ② $ 7.2 \leq a \leq 8.0 $ 解析:(1) 酒精、煤(含硫)、天然气中,只有煤燃烧产生有刺激性气味的气体。(2) 酒精完全燃烧生成二氧化碳和水,化学方程式为 $ C_2H_5OH + 3O_2 \xlongequal{点燃} 2CO_2 + 3H_2O $。(3) ① 分析实验装置图,原锥形瓶中充满 $ CO_2 $,不支持白磷燃烧,步骤 2 将锥形瓶浸入 $ 80^{\circ}C $ 的热水中,白磷不燃烧;步骤 3 将弹簧夹打开,通入约 50mL 氧气,则锥形瓶内氧气的体积分数约为 20%,步骤 4 将锥形瓶放入 $ 80^{\circ}C $ 的热水中,白磷燃烧。步骤 2 和步骤 4 对比,说明白磷燃烧的条件之一是需要氧气。② 由于等体积的二氧化碳的质量大于氧气,故通入约 50mL 氧气后,装置的总质量变小,由于燃烧反应在密闭容器中进行,故反应前后质量不发生变化,即 $ m_1 ＞ m_2 = m_3 $。(4) 灭火只需破坏燃烧条件中的一个即可。煤的主要成分是碳,其发生自燃时,不能用水灭火,否则碳和水在高温条件下会反应生成一氧化碳和氢气,使燃烧更旺,甚至发生爆炸,可以通过取土填埋等隔绝空气的方法灭火。(5) ① 影响铁燃烧的因素很多,如温度、氧气浓度、铁的表面积等。② 铁与氧气反应的条件不同,产物不同,产物可能是氧化铁、四氧化三铁或氧化亚铁中的一种或几种,根据铁与氧气反应的化学方程式和铁的质量计算,5.6g 铁完全反应生成以上三种产物的质量分别为 8.0g、约 7.73g、7.2g。故 a 的取值范围为 $ 7.2 \leq a \leq 8.0 $。

14. 工业上用石灰石浆吸收废气中的二氧化硫,并制取石膏(主要成分为硫酸钙),简易流程如图,发生的主要反应为$2CaCO_3+2SO_2+O_2\xlongequal{}2CaSO_4+2X。$
(1) 流程中石灰石加水制成石灰石浆的目的是______。
(2) 反应中X的化学式为______,硫元素的化合价在反应前后的变化为______。
(3) 减少二氧化硫的排放,主要是为了______(填字母)。
A. 减缓温室效应 B. 减少酸雨的形成 C. 防止破坏臭氧层
(4) 按上述方法处理2000t废气,吸收废气中的二氧化硫,至少需要含5t碳酸钙的石灰石浆。求废气中二氧化硫的质量分数。

(1) 提高 $ SO_2 $ 的吸收率(合理答案均可) (2) $ CO_2 $ $ +4 \rightarrow +6 $ (3) B (4) 解:设含 5t 碳酸钙的石灰石浆可吸收的二氧化硫的质量为 x。 $ 2CaCO_3 + 2SO_2 + O_2 = 2CaSO_4 + 2CO_2 $ $ \frac{200}{128} = \frac{5t}{x} $ $ x = 3.2t $ 废气中二氧化硫的质量分数为 $ \frac{3.2t}{2000t} \times 100\% = 0.16\% $。 答:废气中二氧化硫的质量分数为 0.16%。