14.(12分)一种以甲烷为燃料、含铜氧化物为载氧体的化学链燃烧反应原理如图1所示:

(1)①甲烷燃烧时,(填“吸收”或“放出”)热量。
②与传统燃烧方式相比,化学链燃烧可避免燃料和空气直接接触,有利于捕集$\ce{CO_{2}}$,防止其大量排入空气,造成。
(2)燃料反应器中发生反应$\ce{CuO +CH_{4}\xrightarrow{\Delta}Cu_{2}O +CO_{2} +H_{2}O}$(未配平),生成的$\ce{Cu_{2}O}$再进入空气反应器,在一定温度下发生反应(填化学方程式),实现载氧体的循环再生。
(3)空气反应器排出的气体中$\ce{O_{2}}$体积分数随反应温度变化关系如图2所示。
①在$800$~$1\ 100\ °\mathrm{C}$间,升高温度,排出的

气体中$\ce{N_{2}}$体积分数(填“增大”或“减小”)。
②为了提高氧气利用率,空气反应器中最适宜的反应温度范围是(填字母)。
A.$800$~$900\ °\mathrm{C}$
B.$900$~$1\ 000\ °\mathrm{C}$
C.$1\ 000$~$1\ 100\ °\mathrm{C}$

(1)①放出 ②温室效应 (2)$\ce{2Cu_{2}O +O_{2}\xlongequal{一定温度}4CuO}$ (3)①减小 ②A
解析:(2)由图1可知,氧化亚铜在空气反应器中转化成氧化铜,并且进入空气反应器中的空气在反应后氧气含量减小,所以该反应是氧化亚铜和氧气在一定温度下反应生成氧化铜。(3)①空气的主要成分是氮气、氧气、稀有气体等,由图2可知,在$800$~$1100\ °C$间,升高温度,排出的气体中氧气含量在增大,则氮气的体积分数会减小;②由图2可知,随着反应温度升高,空气反应器排出的气体中氧气体积分数逐渐增大,即反应的氧气逐渐减少,所以空气反应器中最适宜的反应温度范围是$800$~$900\ °C$,此时排出的氧气最少,参与反应的氧气最多。

三、实验探究题(共32分)
15.(14分)白磷在水中燃烧非常有趣。按照图1所示装置进行实验时,由于热水的温度(约$80\ °\mathrm{C}$)明显高于白磷的熔点(约$44\ °\mathrm{C}$),会使白磷熔化,再加上氧气流的冲击,易造成白磷分散,氧气与白磷难以充分接触,燃烧现象时隐时现,且白磷燃烧的产物与水反应后会生成刺激呼吸道黏膜的有毒物质偏磷酸$(\ce{HPO_{3}})$。李老师思考后,对实验进行改进,得到图2装置。

(1)可燃物燃烧时需要同时满足、两个条件。
(2)白磷在热水中剧烈燃烧的化学方程式是。
(3)图2装置中小气球的作用是。
(4)本实验对鸟巢状铁丝绒的形状有要求,如果太稀疏,白磷容易掉落;如果太紧密,会导致。
(5)图2相比于图1,不仅能看到白磷在水中燃烧的明显现象,还具有的优点(答一点即可)。

(1)与氧气(或空气)接触 温度达到可燃物的着火点 (2)$\ce{4P +5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$ (3)收集生成物,防止空气污染 (4)燃烧不充分 (5)防止生成的五氧化二磷污染环境
解析:(1)可燃物燃烧必须同时满足与氧气(或空气)接触、温度达到可燃物的着火点两个条件。(2)白磷在水中燃烧生成五氧化二磷。(3)图2装置中小气球的作用是收集生成物,防止空气污染。(4)本实验对鸟巢状铁丝绒的形状有要求,如果太稀疏,白磷容易掉落;如果太紧密,会导致燃烧不充分。(5)图2相比于图1,不仅能看到白磷在水中燃烧的明显现象,图2装置中试管口有气球,能防止生成的五氧化二磷污染环境。

16.（18分）燃烧是人类很早利用的化学反应。
某课外小组以“探究燃烧的奥秘”为主题开展项目式学习。
任务一:探究燃烧的条件
【查阅资料】五氧化二磷有毒,可用氢氧化钠溶液吸收。
【进行探究】实验小组按下图所示装置开展探究。

步骤①:按上图连接好装置,将注射器内筒向外拉出一段距离。装置C(装有水)中导管内立即形成一段水柱,片刻后观察到导管中的水柱不下降。
步骤②:向装置A中装入少量二氧化锰粉末和适量过氧化氢溶液,装置B中小试管内装入一小颗白磷,装置C中装入适量氢氧化钠溶液,连接好装置,缓慢推动注射器,向锥形瓶内注入过氧化氢溶液。观察到锥形瓶内产生气泡,装置B中白磷不燃烧。
步骤③:向装置B的烧杯中注入$90\ °\mathrm{C}$热水。可观察到。
【分析讨论】
(1)步骤①中操作的目的是。
(2)步骤②中锥形瓶内发生反应的化学方程式为。
(3)对比步骤②③,可得出燃烧的条件之一是。
(4)补充步骤③中的实验现象。
任务二:探究燃烧的影响因素
实验小组进行了以下实验:

(5)欲证明氧气浓度对物质燃烧有影响,应进行的对比实验为(填序号)。
任务三:调控燃烧
(6)戴维发明了一种安全灯,采用一种网眼很小的普通金属网罩住火焰,使得金属网外的温度不会明显升高,这种灯在矿井里点燃不会引起可燃性气体的爆炸。结合燃烧条件,请分析可燃性气体不会爆炸的原因是。
任务四:认识灭火原理
(7)奥运火炬传递结束后,关闭火炬的燃气开关使火炬熄灭,其中蕴含的灭火原理是。

(1)检查装置的气密性 (2)$\ce{2H_{2}O_{2}\xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O +O_{2}\uparrow}$ (3)温度达到可燃物的着火点 (4)白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量 (5)Ⅰ、Ⅲ (6)温度不能达到可燃性气体的着火点 (7)隔绝可燃物
解析:(1)步骤①说明该装置气密性良好,则该操作的目的是检查装置的气密性。(2)步骤②中锥形瓶内发生的反应是过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气。(3)步骤②中白磷与氧气接触,但温度没有达到白磷的着火点,所以白磷不燃烧;步骤③中白磷与氧气接触且温度达到白磷的着火点,所以白磷燃烧,因此对比步骤②③,可得出燃烧的条件之一是温度达到可燃物的着火点。(4)步骤③向装置B的烧杯中注入$90\ °C$热水,白磷与氧气接触且温度达到白磷的着火点,所以步骤③中的实验现象为白磷燃烧,产生大量白烟,放出热量。(5)欲证明氧气浓度对物质燃烧有影响,则需要控制其他条件相同,变量为氧气浓度,空气与氧气中的氧气浓度不同,因此应进行的对比实验为Ⅰ、Ⅲ。(7)灭火只需要破坏燃烧的一个条件即可,则奥运火炬传递结束后,关闭火炬的燃气开关使火炬熄灭,其中蕴含的灭火原理是隔绝可燃物。