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某项目小组的同学以“家用燃料的变迁与合理使用”为主题展开了项目化学习的探究之旅。
任务一：探究燃烧的调控
【提出问题】生活中调控燃烧的方式与原理有哪些？
【调查研究】
(1)小组同学收集到以下几种调控燃烧的事例，请你和他们一起完成下表：
调控方式：用鼓风机给煤炉火送风；调节打火机出气阀；汽车气缸工作时柴油以雾状喷出
调控原理：增加氧气的量；调节燃料的量；
【迁移应用】
(2)调查中发现小明家的燃气灶火焰发黄，锅底发黑。据探究所得他们给出建议，将燃气灶的进风口
任务二：探究家用燃料的变迁
【调查研究】同学们通过走访与调查了解到当地燃料的变迁主要经历了木材→煤→煤气→天然气等几个阶段。
【资料汇总】
|燃料|使用|主要成分|热值|
|----|----|----|----|
|木材|需频繁添加木材|碳、氢、氧等元素|2500～3000 kJ/kg|
|煤|需提前点燃，过程复杂|碳、氢、硫、氮等元素|5500 kJ/kg|
|煤气|随用随开|一氧化碳和氢气|3800～5700 kJ/m³|
|天然气|随用随开|甲烷|8000～9000 kJ/m³|
【交流讨论】
(3)煤主要含有碳元素，是一种
(4)有人说在煤炉旁放一盆水即可防止一氧化碳中毒，此说法是否正确？
(5)$\ce{SO_{2}}$排放到空气中溶于雨水会形成
(6)根据上表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是
任务三：使用燃料与保护环境
将煤气化、液化变成清洁能源对环境保护起着重要作用。煤气化、液化示意图如图所示。
(7)沉淀、过滤和吸附是工业中常用的方法。图中第①步采用的分离方法是
(8)第②步是在高温条件下，将煤与水反应生成$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}}$的混合气体，这种气体又称为合成气，该反应的化学方程式为$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} CO + H_{2}}$。
(9)第③步是将合成气在一定条件下发生化合反应，生成甲醇，该反应中参加反应的$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}}$的质量比为
任务四：展望未来燃料
(10)通过上述探究，同学们知道了开发更清洁的能源是今后发展的重要方向，请你列举一例：
任务一：探究燃烧的调控
【提出问题】生活中调控燃烧的方式与原理有哪些？
【调查研究】
(1)小组同学收集到以下几种调控燃烧的事例，请你和他们一起完成下表：
调控方式：用鼓风机给煤炉火送风；调节打火机出气阀；汽车气缸工作时柴油以雾状喷出
调控原理：增加氧气的量；调节燃料的量；
增大燃料与氧气的接触面积
【迁移应用】
(2)调查中发现小明家的燃气灶火焰发黄，锅底发黑。据探究所得他们给出建议，将燃气灶的进风口
调大
（填“调大”或“调小”），从而成功解决了问题。任务二：探究家用燃料的变迁
【调查研究】同学们通过走访与调查了解到当地燃料的变迁主要经历了木材→煤→煤气→天然气等几个阶段。
【资料汇总】
|燃料|使用|主要成分|热值|
|----|----|----|----|
|木材|需频繁添加木材|碳、氢、氧等元素|2500～3000 kJ/kg|
|煤|需提前点燃，过程复杂|碳、氢、硫、氮等元素|5500 kJ/kg|
|煤气|随用随开|一氧化碳和氢气|3800～5700 kJ/m³|
|天然气|随用随开|甲烷|8000～9000 kJ/m³|
【交流讨论】
(3)煤主要含有碳元素，是一种
不可再生
（填“可再生”或“不可再生”）能源，在家庭中使用煤炉时，由于烟囱通风不畅，会发生一氧化碳中毒，请你用化学方程式解释原因：$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃} 2CO}$。(4)有人说在煤炉旁放一盆水即可防止一氧化碳中毒，此说法是否正确？
不正确
，说明理由：一氧化碳难溶于水且不与水反应
。(5)$\ce{SO_{2}}$排放到空气中溶于雨水会形成
酸雨
。(6)根据上表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是
随用随开,操作简单,热值高(合理即可)
（至少写出两点），写出天然气主要成分完全燃烧的化学方程式：$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃} CO_{2} + 2H_{2}O}$。任务三：使用燃料与保护环境
将煤气化、液化变成清洁能源对环境保护起着重要作用。煤气化、液化示意图如图所示。
(7)沉淀、过滤和吸附是工业中常用的方法。图中第①步采用的分离方法是
过滤
。(8)第②步是在高温条件下，将煤与水反应生成$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}}$的混合气体，这种气体又称为合成气，该反应的化学方程式为$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温} CO + H_{2}}$。
(9)第③步是将合成气在一定条件下发生化合反应，生成甲醇，该反应中参加反应的$\ce{CO}$和$\ce{H_{2}}$的质量比为
7:1
。任务四：展望未来燃料
(10)通过上述探究，同学们知道了开发更清洁的能源是今后发展的重要方向，请你列举一例：
开发氢能源(合理即可)
。答案
(1)增大燃料与氧气的接触面积
(2)调大
(3)不可再生;$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
(4)不正确;一氧化碳难溶于水且不与水反应
(5)酸雨
(6)随用随开,操作简单,热值高(合理即可);$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(7)过滤
(8)$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$
(9)7:1
(10)开发氢能源(合理即可)
(2)调大
(3)不可再生;$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
(4)不正确;一氧化碳难溶于水且不与水反应
(5)酸雨
(6)随用随开,操作简单,热值高(合理即可);$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(7)过滤
(8)$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$
(9)7:1
(10)开发氢能源(合理即可)
解析
【分析】
本题以“家用燃料的变迁与合理使用”为主题展开项目化探究，分四个任务逐步解决。任务一调控燃烧：分析三个事例的原理，鼓风机送风是增加氧气量，调节出气阀是调节燃料量，柴油雾状喷出是增大燃料与氧气的接触面积；燃气灶火焰发黄是氧气不足导致燃烧不充分，需调大进风口补充氧气。任务二燃料变迁：判断煤属于不可再生能源，CO中毒是碳不完全燃烧生成CO；CO难溶于水，放水无法防中毒；SO₂溶于雨水形成酸雨；煤气、天然气随用随开、热值高，更适合家用；甲烷燃烧的方程式需正确书写。任务三燃料处理：第①步分离固体与液体采用过滤；根据化合反应的方程式计算CO和H₂的质量比。任务四展望未来，列举常见清洁能源即可。
【解析】
(1) 柴油以雾状喷出，增大了燃料与氧气的接触面积，使燃烧更充分，故调控原理为增大燃料与氧气的接触面积。
(2) 燃气灶火焰发黄、锅底发黑，说明燃烧不充分，氧气不足，需调大进风口，增加氧气量，使燃料充分燃烧。
(3) 煤是化石燃料，短期内无法再生，属于不可再生能源；煤炉通风不畅时，碳不完全燃烧生成一氧化碳，反应方程式为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$。
(4) 一氧化碳难溶于水且不与水反应，因此在煤炉旁放一盆水不能防止一氧化碳中毒，该说法不正确。
(5) $\ce{SO_{2}}$排放到空气中溶于雨水会形成酸性物质，导致酸雨。
(6) 由表格可知，煤气、天然气随用随开，操作简单，且热值高，因此代替其他燃料；天然气主要成分甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应方程式为$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
(7) 第①步是分离固体和液体，采用的分离方法是过滤。
(8) 煤与水在高温条件下反应生成CO和H₂，反应方程式为$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$。
(9) 合成气生成甲醇的化合反应为$\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH}$，参加反应的CO和H₂的质量比为$(12+16):(2×2)=28:4=7:1$。
(10) 常见清洁能源有氢能、太阳能等，举例开发氢能源即可。
【答案】
(1) 增大燃料与氧气的接触面积
(2) 调大
(3) 不可再生；$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
(4) 不正确；一氧化碳难溶于水且不与水反应
(5) 酸雨
(6) 随用随开，操作简单，热值高（合理即可）；$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(7) 过滤
(8) $\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$
(9) 7:1
(10) 开发氢能源（合理即可）
【知识点】
燃烧的调控原理；化石燃料与能源；化学方程式的书写与计算
【点评】
本题以项目化学习形式结合生活实际，考察燃烧调控、能源分类、化学方程式等基础知识点，贴近生活，难度适中，有助于学生将化学知识应用于实际问题，培养科学探究能力。
【难度系数】
0.7
本题以“家用燃料的变迁与合理使用”为主题展开项目化探究，分四个任务逐步解决。任务一调控燃烧：分析三个事例的原理，鼓风机送风是增加氧气量，调节出气阀是调节燃料量，柴油雾状喷出是增大燃料与氧气的接触面积；燃气灶火焰发黄是氧气不足导致燃烧不充分，需调大进风口补充氧气。任务二燃料变迁：判断煤属于不可再生能源，CO中毒是碳不完全燃烧生成CO；CO难溶于水，放水无法防中毒；SO₂溶于雨水形成酸雨；煤气、天然气随用随开、热值高，更适合家用；甲烷燃烧的方程式需正确书写。任务三燃料处理：第①步分离固体与液体采用过滤；根据化合反应的方程式计算CO和H₂的质量比。任务四展望未来，列举常见清洁能源即可。
【解析】
(1) 柴油以雾状喷出，增大了燃料与氧气的接触面积，使燃烧更充分，故调控原理为增大燃料与氧气的接触面积。
(2) 燃气灶火焰发黄、锅底发黑，说明燃烧不充分，氧气不足，需调大进风口，增加氧气量，使燃料充分燃烧。
(3) 煤是化石燃料，短期内无法再生，属于不可再生能源；煤炉通风不畅时，碳不完全燃烧生成一氧化碳，反应方程式为$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$。
(4) 一氧化碳难溶于水且不与水反应，因此在煤炉旁放一盆水不能防止一氧化碳中毒，该说法不正确。
(5) $\ce{SO_{2}}$排放到空气中溶于雨水会形成酸性物质，导致酸雨。
(6) 由表格可知，煤气、天然气随用随开，操作简单，且热值高，因此代替其他燃料；天然气主要成分甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，反应方程式为$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$。
(7) 第①步是分离固体和液体，采用的分离方法是过滤。
(8) 煤与水在高温条件下反应生成CO和H₂，反应方程式为$\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$。
(9) 合成气生成甲醇的化合反应为$\ce{CO + 2H_{2}\xlongequal{一定条件}CH_{3}OH}$，参加反应的CO和H₂的质量比为$(12+16):(2×2)=28:4=7:1$。
(10) 常见清洁能源有氢能、太阳能等，举例开发氢能源即可。
【答案】
(1) 增大燃料与氧气的接触面积
(2) 调大
(3) 不可再生；$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$
(4) 不正确；一氧化碳难溶于水且不与水反应
(5) 酸雨
(6) 随用随开，操作简单，热值高（合理即可）；$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
(7) 过滤
(8) $\ce{C + H_{2}O\xlongequal{高温}CO + H_{2}}$
(9) 7:1
(10) 开发氢能源（合理即可）
【知识点】
燃烧的调控原理；化石燃料与能源；化学方程式的书写与计算
【点评】
本题以项目化学习形式结合生活实际，考察燃烧调控、能源分类、化学方程式等基础知识点，贴近生活，难度适中，有助于学生将化学知识应用于实际问题，培养科学探究能力。
【难度系数】
0.7
