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二、填空与简答题(本大题包括2小题,共18分)
13.(6分)氧气与世间万物如影随形。请写出下列反应的化学方程式:
(1)有氧气参与的反应:氢气燃烧的化学方程式
(2)有氧气生成的反应:航天员在空间站呼吸产生两种氧化物,可与超氧化钾$\ce{(KO_{2})}$反应得到碳酸氢钾$\ce{(KHCO_{3})}$,反应的化学方程式为
13.(6分)氧气与世间万物如影随形。请写出下列反应的化学方程式:
(1)有氧气参与的反应:氢气燃烧的化学方程式
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$
。(2)有氧气生成的反应:航天员在空间站呼吸产生两种氧化物,可与超氧化钾$\ce{(KO_{2})}$反应得到碳酸氢钾$\ce{(KHCO_{3})}$,反应的化学方程式为
$\ce{4CO_{2} + 2H_{2}O + 4KO_{2}\xlongequal{\;\;}4KHCO_{3} + 3O_{2}}$
。答案
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$
$ 4\mathrm {CO}_{2} + 2\mathrm {H}_{2}\mathrm {O} + 4\mathrm {KO}_{2}\xlongequal{\;\;}4\mathrm {KHCO}_{3} + 3\mathrm {O}_{2}$
$ 4\mathrm {CO}_{2} + 2\mathrm {H}_{2}\mathrm {O} + 4\mathrm {KO}_{2}\xlongequal{\;\;}4\mathrm {KHCO}_{3} + 3\mathrm {O}_{2}$
解析
【分析】
本题考查化学方程式的书写，需明确反应物、生成物、反应条件，再依据质量守恒定律（反应前后原子种类、数目不变）配平。第(1)问，氢气燃烧是氢气与氧气在点燃条件下反应生成水，按原子守恒配平即可；第(2)问，根据题目给出的反应物（$\ce{CO_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{KO_{2}}$）和生成物（$\ce{KHCO_{3}}$、$\ce{O_{2}}$），结合原子守恒配平化学方程式。
【解析】
(1) 氢气燃烧的反应物为$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$，反应条件是点燃，生成物为$\ce{H_{2}O}$。根据质量守恒定律配平：左边O原子数为2，右边$\ce{H_{2}O}$中O原子数为1，故$\ce{H_{2}O}$前配2；此时右边H原子数为4，左边$\ce{H_{2}}$前配2，最终得到化学方程式：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$。
(2) 反应物为$\ce{CO_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{KO_{2}}$，生成物为$\ce{KHCO_{3}}$和$\ce{O_{2}}$。配平步骤：先定K原子，设$\ce{KO_{2}}$和$\ce{KHCO_{3}}$系数为4（保证C原子守恒，$\ce{CO_{2}}$系数为4）；再定H原子，右边H总数为4，故$\ce{H_{2}O}$系数为2；最后验证O原子：左边O总数为$4×2 + 4×2 + 2×1=18$，右边O总数为$4×3 + 3×2=18$，原子守恒，最终化学方程式：$\ce{4CO_{2} + 2H_{2}O + 4KO_{2}=4KHCO_{3} + 3O_{2}}$。
【答案】
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$；$\ce{4CO_{2} + 2H_{2}O + 4KO_{2}=4KHCO_{3} + 3O_{2}}$
【知识点】
化学方程式书写；质量守恒定律
【点评】
本题为初中化学基础题型，考查化学方程式的核心书写方法，需准确判断反应要素并熟练运用配平规则，是化学学习的必备技能。
【难度系数】
0.3
本题考查化学方程式的书写，需明确反应物、生成物、反应条件，再依据质量守恒定律（反应前后原子种类、数目不变）配平。第(1)问，氢气燃烧是氢气与氧气在点燃条件下反应生成水，按原子守恒配平即可；第(2)问，根据题目给出的反应物（$\ce{CO_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{KO_{2}}$）和生成物（$\ce{KHCO_{3}}$、$\ce{O_{2}}$），结合原子守恒配平化学方程式。
【解析】
(1) 氢气燃烧的反应物为$\ce{H_{2}}$和$\ce{O_{2}}$，反应条件是点燃，生成物为$\ce{H_{2}O}$。根据质量守恒定律配平：左边O原子数为2，右边$\ce{H_{2}O}$中O原子数为1，故$\ce{H_{2}O}$前配2；此时右边H原子数为4，左边$\ce{H_{2}}$前配2，最终得到化学方程式：$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$。
(2) 反应物为$\ce{CO_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$、$\ce{KO_{2}}$，生成物为$\ce{KHCO_{3}}$和$\ce{O_{2}}$。配平步骤：先定K原子，设$\ce{KO_{2}}$和$\ce{KHCO_{3}}$系数为4（保证C原子守恒，$\ce{CO_{2}}$系数为4）；再定H原子，右边H总数为4，故$\ce{H_{2}O}$系数为2；最后验证O原子：左边O总数为$4×2 + 4×2 + 2×1=18$，右边O总数为$4×3 + 3×2=18$，原子守恒，最终化学方程式：$\ce{4CO_{2} + 2H_{2}O + 4KO_{2}=4KHCO_{3} + 3O_{2}}$。
【答案】
$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃}2H_{2}O}$；$\ce{4CO_{2} + 2H_{2}O + 4KO_{2}=4KHCO_{3} + 3O_{2}}$
【知识点】
化学方程式书写；质量守恒定律
【点评】
本题为初中化学基础题型，考查化学方程式的核心书写方法，需准确判断反应要素并熟练运用配平规则，是化学学习的必备技能。
【难度系数】
0.3
14. (12分)非遗“熏画”是一种用煤油灯烟火熏制而成的作画技艺，制作需经过剪样、熏烤、揭样等10道工序。
(1)煤油燃烧会产生烟炱(即炭黑)，原因是
(2)制作熏画时，会闻到强烈的煤油味，用微观角度解释这一现象：
(3)从燃烧条件分析，烟熏前用水雾喷湿剪样和白纸的原因是
(1)煤油燃烧会产生烟炱(即炭黑)，原因是
煤油没有充分燃烧
。欲检验烟炱的成分，可将其点燃生成的气体通入澄清的石灰水中，反应的化学方程式是$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
。(2)制作熏画时，会闻到强烈的煤油味，用微观角度解释这一现象：
分子是不断运动的
。(3)从燃烧条件分析，烟熏前用水雾喷湿剪样和白纸的原因是
水蒸发吸热,导致剪样和白纸的温度无法达到着火点,因此不会发生燃烧
。答案
煤油没有充分燃烧
$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
分子是不断运动的
水蒸发吸热，导致剪
样和白纸的温度无法达到着火点，因此不会发生燃烧
$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
分子是不断运动的
水蒸发吸热，导致剪
样和白纸的温度无法达到着火点，因此不会发生燃烧
解析
【分析】
本题结合非遗熏画的实际场景，考查化学基础知识点的应用。解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆含碳燃料燃烧的规律，不完全燃烧会生成炭黑；检验炭黑燃烧生成的二氧化碳，需写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式。
2. 第(2)问：从微观角度解释气味扩散，对应分子的基本性质。
3. 第(3)问：结合燃烧的三个条件（可燃物、与氧气接触、温度达到着火点），分析喷湿后无法燃烧的原因。
【解析】
(1) 煤油是含碳可燃物，当氧气不充足时，会发生不完全燃烧，产生炭黑（烟炱）；烟炱点燃生成的气体为$\ce{CO_{2}}$，$\ce{CO_{2}}$与澄清石灰水中的$\ce{Ca(OH)_{2}}$反应，生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
(2) 闻到煤油味，是因为煤油中的分子在不断运动，扩散到空气中，被人的嗅觉器官感知，因此微观解释为分子是不断运动的。
(3) 燃烧需要温度达到可燃物的着火点，烟熏前用水雾喷湿剪样和白纸，水蒸发会吸收热量，使剪样和白纸的温度降低，无法达到其着火点，因此不会发生燃烧，便于后续烟熏操作。
【答案】
(1) 煤油没有充分燃烧；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2) 分子是不断运动的
(3) 水蒸发吸热，导致剪样和白纸的温度无法达到着火点，因此不会发生燃烧
【知识点】
含碳燃料不完全燃烧、二氧化碳的检验、燃烧条件
【点评】
本题将化学知识与非遗文化结合，既考查基础化学知识点，又体现了化学在实际场景中的应用，题目难度适中，注重知识的理解与运用。
【难度系数】
0.5
本题结合非遗熏画的实际场景，考查化学基础知识点的应用。解题思路如下：
1. 第(1)问：回忆含碳燃料燃烧的规律，不完全燃烧会生成炭黑；检验炭黑燃烧生成的二氧化碳，需写出二氧化碳与澄清石灰水反应的化学方程式。
2. 第(2)问：从微观角度解释气味扩散，对应分子的基本性质。
3. 第(3)问：结合燃烧的三个条件（可燃物、与氧气接触、温度达到着火点），分析喷湿后无法燃烧的原因。
【解析】
(1) 煤油是含碳可燃物，当氧气不充足时，会发生不完全燃烧，产生炭黑（烟炱）；烟炱点燃生成的气体为$\ce{CO_{2}}$，$\ce{CO_{2}}$与澄清石灰水中的$\ce{Ca(OH)_{2}}$反应，生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$。
(2) 闻到煤油味，是因为煤油中的分子在不断运动，扩散到空气中，被人的嗅觉器官感知，因此微观解释为分子是不断运动的。
(3) 燃烧需要温度达到可燃物的着火点，烟熏前用水雾喷湿剪样和白纸，水蒸发会吸收热量，使剪样和白纸的温度降低，无法达到其着火点，因此不会发生燃烧，便于后续烟熏操作。
【答案】
(1) 煤油没有充分燃烧；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}\xlongequal{\;\;}CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$
(2) 分子是不断运动的
(3) 水蒸发吸热，导致剪样和白纸的温度无法达到着火点，因此不会发生燃烧
【知识点】
含碳燃料不完全燃烧、二氧化碳的检验、燃烧条件
【点评】
本题将化学知识与非遗文化结合，既考查基础化学知识点，又体现了化学在实际场景中的应用，题目难度适中，注重知识的理解与运用。
【难度系数】
0.5
三、实验与探究题(本大题包括2小题,共36分)
15.(15分)某化学学习小组用如图所示实验验证质量守恒定律。
(1)做甲实验时,若取用红磷的量不足,对实验结果
(2)乙实验中最后天平不平衡,此现象
(3)丙实验的反应在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律,原因是
(4)进行丁实验时,如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩,使生成物全部收集起来称量,理论上生成物的质量
15.(15分)某化学学习小组用如图所示实验验证质量守恒定律。
(1)做甲实验时,若取用红磷的量不足,对实验结果
没有
(填“有”或“没有”)影响。(2)乙实验中最后天平不平衡,此现象
能
(填“能”或“不能”)用质量守恒定律解释。(3)丙实验的反应在敞口容器中进行仍成功验证了质量守恒定律,原因是
该反应不消耗气体也不产生气体
。(4)进行丁实验时,如果在燃着的镁条上方罩上玻璃罩,使生成物全部收集起来称量,理论上生成物的质量
＞
(填“＞”“＜”或“=”)参加反应的镁条的质量。答案
没有
能
该反应不
消耗气体也不产生气体
＞
能
该反应不
消耗气体也不产生气体
＞
解析
【分析】
要解答本题，需紧扣质量守恒定律的核心：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，验证时需关注反应是否有气体参与或逸出。
（1）甲实验红磷燃烧，反应前后总质量守恒，红磷量不足仅减少消耗氧气的量，不改变总质量，故对结果无影响；
（2）乙实验反应生成二氧化碳逸出，天平不平衡，但该反应是化学变化，符合质量守恒定律，只是气体未被称量，因此能用质量守恒解释；
（3）丙实验反应无气体参与或生成，所有物质都在容器内，总质量不变，故敞口容器也能验证；
（4）丁实验镁燃烧是镁与氧气反应，生成物质量包含参加反应的氧气质量，因此大于镁条质量。
【解析】
（1）质量守恒定律与反应物的用量无关，红磷量不足时，反应前后锥形瓶内物质总质量仍相等，因此对实验结果没有影响；
（2）质量守恒定律适用于所有化学变化，乙实验中天平不平衡是因为生成的二氧化碳气体逸散到空气中，未被计入称量，该反应本身遵循质量守恒定律，故此现象能用质量守恒定律解释；
（3）丙实验中，硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应过程中既不消耗气体，也不产生气体，反应前后所有物质都在烧杯内，总质量不变，因此在敞口容器中仍能验证质量守恒定律；
（4）镁条燃烧是镁与氧气发生化合反应生成氧化镁，根据质量守恒定律，参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量，因此生成物的质量大于参加反应的镁条的质量。
【答案】
没有；能；该反应不消耗气体也不产生气体；＞
【知识点】
质量守恒定律、化学实验
【点评】
本题通过四个典型实验考查质量守恒定律的理解与应用，需明确质量守恒定律的适用范围，以及验证实验中气体对称量结果的影响，是初中化学的基础重点题目，需掌握不同反应的特点。
【难度系数】
0.5
要解答本题，需紧扣质量守恒定律的核心：参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，验证时需关注反应是否有气体参与或逸出。
（1）甲实验红磷燃烧，反应前后总质量守恒，红磷量不足仅减少消耗氧气的量，不改变总质量，故对结果无影响；
（2）乙实验反应生成二氧化碳逸出，天平不平衡，但该反应是化学变化，符合质量守恒定律，只是气体未被称量，因此能用质量守恒解释；
（3）丙实验反应无气体参与或生成，所有物质都在容器内，总质量不变，故敞口容器也能验证；
（4）丁实验镁燃烧是镁与氧气反应，生成物质量包含参加反应的氧气质量，因此大于镁条质量。
【解析】
（1）质量守恒定律与反应物的用量无关，红磷量不足时，反应前后锥形瓶内物质总质量仍相等，因此对实验结果没有影响；
（2）质量守恒定律适用于所有化学变化，乙实验中天平不平衡是因为生成的二氧化碳气体逸散到空气中，未被计入称量，该反应本身遵循质量守恒定律，故此现象能用质量守恒定律解释；
（3）丙实验中，硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，反应过程中既不消耗气体，也不产生气体，反应前后所有物质都在烧杯内，总质量不变，因此在敞口容器中仍能验证质量守恒定律；
（4）镁条燃烧是镁与氧气发生化合反应生成氧化镁，根据质量守恒定律，参加反应的镁和氧气的质量总和等于生成的氧化镁的质量，因此生成物的质量大于参加反应的镁条的质量。
【答案】
没有；能；该反应不消耗气体也不产生气体；＞
【知识点】
质量守恒定律、化学实验
【点评】
本题通过四个典型实验考查质量守恒定律的理解与应用，需明确质量守恒定律的适用范围，以及验证实验中气体对称量结果的影响，是初中化学的基础重点题目，需掌握不同反应的特点。
【难度系数】
0.5
16. (21 分) 新趋势 项目式探究 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)已知,硫燃烧生成有刺激性气味气体。酒精、煤(含硫)、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
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)写出天然气($\ce{CH_{4}}$)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,装入药品,称量装置总质量为$m_1\ \mathrm{g}$。
步骤2:将锥形瓶浸入$80\ {° C}$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;打开止水夹$\mathrm{K}_1$和$\mathrm{K}_2$,从$\mathrm{K}_1$处缓慢通入约$50\ \mathrm{mL}$氧气,再关闭$\mathrm{K}_1$和$\mathrm{K}_2$,称量装置总质量为$m_2\ \mathrm{g}$。
步骤4:将锥形瓶再次浸入$80\ {° C}$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$m_3\ \mathrm{g}$。
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$20$~$30\ \mathrm{nm}$的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识,回答下列问题:
①影响铁燃烧的因素有
②铁与氧气反应的条件不同,产物不同。若$5.6\ \mathrm{g}$铁与氧气反应可得$a\ \mathrm{g}$产物,且铁无剩余,则$a$的取值范围是
【任务一】认识燃烧
(1)已知,硫燃烧生成有刺激性气味气体。酒精、煤(含硫)、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
B
(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)写出天然气($\ce{CH_{4}}$)完全燃烧的化学方程式:
$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
。【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,装入药品,称量装置总质量为$m_1\ \mathrm{g}$。
步骤2:将锥形瓶浸入$80\ {° C}$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;打开止水夹$\mathrm{K}_1$和$\mathrm{K}_2$,从$\mathrm{K}_1$处缓慢通入约$50\ \mathrm{mL}$氧气,再关闭$\mathrm{K}_1$和$\mathrm{K}_2$,称量装置总质量为$m_2\ \mathrm{g}$。
步骤4:将锥形瓶再次浸入$80\ {° C}$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$m_3\ \mathrm{g}$。
①通过上述实验,能证明燃烧需要氧气的实验现象是
步骤2中白磷未燃烧,步骤4中白磷燃烧,产生白烟
。②$m_1$、$m_2$、$m_3$的大小关系是
$m_1＞m_2=m_3$
。【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:
取土填埋,隔绝空气(合理即可)
。【任务四】再探铁的燃烧
(5)查阅文献:颗粒直径为$20$~$30\ \mathrm{nm}$的铁粉,在空气中会发生自燃生成氧化铁。结合已有知识,回答下列问题:
①影响铁燃烧的因素有
铁的表面积、氧气的浓度(或温度)
(至少答出2点)。②铁与氧气反应的条件不同,产物不同。若$5.6\ \mathrm{g}$铁与氧气反应可得$a\ \mathrm{g}$产物,且铁无剩余,则$a$的取值范围是
$7.2≤ a≤8.0$
。答案
B
$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷燃烧，产生白烟
$m_1>m_2=m_3$
取土填埋，隔绝空气（合理即可）
铁的表面积、
氧气的浓度（或温度）
7.2≤ a≤8.0
$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷燃烧，产生白烟
$m_1>m_2=m_3$
取土填埋，隔绝空气（合理即可）
铁的表面积、
氧气的浓度（或温度）
7.2≤ a≤8.0
解析
【分析】
本题围绕燃烧的相关知识展开，分四个任务逐步探究：任务一需分析三种燃料燃烧的产物，判断共有的燃烧现象并书写天然气燃烧的化学方程式；任务二通过对比实验探究燃烧需要氧气，结合质量守恒分析装置总质量的关系；任务三利用灭火原理给出煤层自燃的灭火建议；任务四分析影响铁燃烧的因素，并通过计算确定铁与氧气反应产物的质量范围。解题时需结合物质的性质、实验对比、质量守恒定律及化学计算的方法逐步推导。
【解析】
1. (1) 酒精燃烧生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，无刺激性气味气体；煤含硫，燃烧生成$\ce{SO_{2}}$（刺激性）和$\ce{CO_{2}}$；天然气燃烧生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，无刺激性气味气体。三者燃烧均发光、放热，且都生成$\ce{CO_{2}}$（能使澄清石灰水变浑浊），仅煤燃烧产生刺激性气体，故选B。
2. (2) 天然气（$\ce{CH_{4}}$）完全燃烧时，与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水，化学方程式为：$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
3. (3) ① 对比实验需控制温度等条件相同，仅有无氧气不同：步骤2中，白磷在$80\ {° C}$热水中，未通入氧气，白磷不燃烧；步骤4中，通入氧气后，温度仍为$80\ {° C}$，白磷燃烧产生白烟，该现象证明燃烧需要氧气。
② 步骤1装置总质量为$m_1$，步骤3通入氧气后装置总质量增加，故$m_2＜m_1$；步骤4中白磷燃烧在密闭装置内，根据质量守恒定律，反应前后总质量不变，恢复室温后$m_3=m_2$，因此质量关系为$m_1＞m_2=m_3$。
4. (4) 灭火的原理是破坏燃烧的条件，煤层自燃可采取取土填埋，隔绝空气（氧气）的方法灭火（合理即可）。
5. (5) ① 影响铁燃烧的因素有铁的表面积（纳米铁粉表面积大易自燃）、氧气的浓度、反应温度等，答出任意2点即可。
② $5.6\ \mathrm{g}$铁的物质的量为$\frac{5.6\ \mathrm{g}}{56\ \mathrm{g/mol}}=0.1\ \mathrm{mol}$：若全部生成$\ce{FeO}$，质量为$0.1\ \mathrm{mol}×72\ \mathrm{g/mol}=7.2\ \mathrm{g}$；若全部生成$\ce{Fe_{2}O_{3}}$，质量为$0.05\ \mathrm{mol}×160\ \mathrm{g/mol}=8.0\ \mathrm{g}$；若生成$\ce{Fe_{3}O_{4}}$，质量介于两者之间，因此$a$的取值范围是$7.2≤ a≤8.0$。
【答案】
B；$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$；步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷燃烧，产生白烟；$m_1＞m_2=m_3$；取土填埋，隔绝空气（合理即可）；铁的表面积、氧气的浓度（合理即可）；$7.2≤ a≤8.0$
【知识点】
燃烧与灭火、化学方程式、化学计算
【点评】
本题为项目式探究题，综合性较强，涵盖燃烧现象、燃烧条件、灭火原理、影响燃烧的因素及化学计算，需学生掌握相关基础知识并灵活运用，对比实验的分析和化学计算是解题的关键，能有效考查学生的探究能力和应用能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕燃烧的相关知识展开，分四个任务逐步探究：任务一需分析三种燃料燃烧的产物，判断共有的燃烧现象并书写天然气燃烧的化学方程式；任务二通过对比实验探究燃烧需要氧气，结合质量守恒分析装置总质量的关系；任务三利用灭火原理给出煤层自燃的灭火建议；任务四分析影响铁燃烧的因素，并通过计算确定铁与氧气反应产物的质量范围。解题时需结合物质的性质、实验对比、质量守恒定律及化学计算的方法逐步推导。
【解析】
1. (1) 酒精燃烧生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，无刺激性气味气体；煤含硫，燃烧生成$\ce{SO_{2}}$（刺激性）和$\ce{CO_{2}}$；天然气燃烧生成$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$，无刺激性气味气体。三者燃烧均发光、放热，且都生成$\ce{CO_{2}}$（能使澄清石灰水变浑浊），仅煤燃烧产生刺激性气体，故选B。
2. (2) 天然气（$\ce{CH_{4}}$）完全燃烧时，与氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳和水，化学方程式为：$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
3. (3) ① 对比实验需控制温度等条件相同，仅有无氧气不同：步骤2中，白磷在$80\ {° C}$热水中，未通入氧气，白磷不燃烧；步骤4中，通入氧气后，温度仍为$80\ {° C}$，白磷燃烧产生白烟，该现象证明燃烧需要氧气。
② 步骤1装置总质量为$m_1$，步骤3通入氧气后装置总质量增加，故$m_2＜m_1$；步骤4中白磷燃烧在密闭装置内，根据质量守恒定律，反应前后总质量不变，恢复室温后$m_3=m_2$，因此质量关系为$m_1＞m_2=m_3$。
4. (4) 灭火的原理是破坏燃烧的条件，煤层自燃可采取取土填埋，隔绝空气（氧气）的方法灭火（合理即可）。
5. (5) ① 影响铁燃烧的因素有铁的表面积（纳米铁粉表面积大易自燃）、氧气的浓度、反应温度等，答出任意2点即可。
② $5.6\ \mathrm{g}$铁的物质的量为$\frac{5.6\ \mathrm{g}}{56\ \mathrm{g/mol}}=0.1\ \mathrm{mol}$：若全部生成$\ce{FeO}$，质量为$0.1\ \mathrm{mol}×72\ \mathrm{g/mol}=7.2\ \mathrm{g}$；若全部生成$\ce{Fe_{2}O_{3}}$，质量为$0.05\ \mathrm{mol}×160\ \mathrm{g/mol}=8.0\ \mathrm{g}$；若生成$\ce{Fe_{3}O_{4}}$，质量介于两者之间，因此$a$的取值范围是$7.2≤ a≤8.0$。
【答案】
B；$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$；步骤2中白磷未燃烧，步骤4中白磷燃烧，产生白烟；$m_1＞m_2=m_3$；取土填埋，隔绝空气（合理即可）；铁的表面积、氧气的浓度（合理即可）；$7.2≤ a≤8.0$
【知识点】
燃烧与灭火、化学方程式、化学计算
【点评】
本题为项目式探究题，综合性较强，涵盖燃烧现象、燃烧条件、灭火原理、影响燃烧的因素及化学计算，需学生掌握相关基础知识并灵活运用，对比实验的分析和化学计算是解题的关键，能有效考查学生的探究能力和应用能力。
【难度系数】
0.5
