新情境 实施可持续发展战略,是关系中华民族生存和发展的长远大计,对燃料的合理使用成为一项重要工程。某校实践小组的同学在老师的组织下,带着极大的兴趣对家用燃料的合理使用与变迁及对未来燃料的展望展开了项目式学习。
任务一:家用燃料的合理使用
【查阅资料】Ⅰ.酒精和天然气燃烧不产生黑烟,汽油、柴油燃烧会产生黑烟,这是由于这些燃料都含碳,而汽油、柴油的含碳量较高,在空气中燃烧不充分时会产生黑烟。
Ⅱ.使燃料充分燃烧通常考虑两点:一是燃烧时要有足够的空气;二是燃料与空气要有足够大的接触面。
【小组交流】(1)这些含碳燃料燃烧不充分除了产生黑烟,还可能会产生有毒的(填化学式)气体,因此使用时要注意。
【生活实践】(2)家里做饭时,燃气灶的火焰呈现黄色,原因是。
任务二:调查家用燃料的变迁
【调查研究】该小组的同学通过走访与调查了解到当地燃料的变迁主要经历了如图1所示的发展历程:


(3)上述燃料中,属于不可再生能源的是(写一种即可)。
(4)柴草中纤维素的化学式为$\ce{(C_{6}H_{10}O_{5})_{n}}$,纤维素在空气中完全燃烧的产物是(填化学式)。
(5)将煤块制成多孔的蜂窝煤(如图2所示)的目的是。
【查阅资料】煤和天然气的相关资料如下表所示(通常状况下$1\ \mathrm{m}^3$的甲烷大约等于$0.71\ \mathrm{kg}$)
(6)根据上述资料推测家用煤气或天然气代替煤的原因是(写一点即可)。
任务三:探究煤的燃烧产物
【提出问题】煤燃烧的气体中是否含有$\ce{SO_{2}}$、$\ce{CO}$?
【查阅资料】①$\ce{SO_{2}}$能使红色的品红溶液褪色,常用于检验$\ce{SO_{2}}$。
②$\ce{SO_{2}}$能使澄清石灰水变浑浊。
【进行实验】(7)为了探究煤燃烧产生的气体成分,该小组的同学设计的实验方案如下。

【反思评价】(8)氧化铜发生反应的化学方程式为。
(9)该小组中有同学认为实验步骤②中只需要根据澄清石灰水变浑浊就可以得出煤燃烧产生的气体中含有$\ce{CO}$,你如何评价此观点?。
任务四:对未来燃料的展望
(10)通过研究家用燃料的更新历程,同学们预测未来燃料的发展方向是开发和利用高效清洁又可再生的能源,如氢能源。氢气燃烧的化学方程式为。请你再写一种清洁能源:。

(1)CO 通风
(2)空气不足,燃烧不充分(合理即可)
(3)煤(或天然气)
(4)$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$
(5)增大燃料与氧气的接触面,使燃烧更充分(合理即可)
(6)燃料燃烧调控容易(或产生污染性气体少或较环保或热值高,合理即可)
(7)溶液红色褪去 黑色粉末逐渐变成红色
(8)$\ce{CuO+CO\xlongequal{\Delta}Cu+CO_{2}}$
(9)不严谨,$\ce{SO_{2}}$也能使澄清石灰水变浑浊
(10)$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$ 太阳能(合理即可)

【分析】本题围绕家用燃料的合理使用、变迁、燃烧产物探究及未来燃料展望四个任务展开，解题时需结合题目给出的查阅资料、生活常识及化学基础知识逐一分析：1. 含碳燃料不充分燃烧会产生有毒的CO，需注意通风；燃气灶火焰呈黄色是空气不足导致燃烧不充分；2. 不可再生能源包括煤、天然气等；纤维素完全燃烧根据质量守恒定律，产物为CO₂和H₂O；将煤制成蜂窝煤是为了增大燃料与氧气的接触面积，促进燃烧；煤气或天然气代替煤的原因可从污染、热值等角度分析；3. 探究煤燃烧产物时，利用SO₂能使品红溶液褪色检验SO₂，利用CO还原氧化铜的性质检验CO，同时注意SO₂也能使澄清石灰水变浑浊，不能仅凭此判断CO存在；4. 氢气燃烧生成水，清洁能源可列举太阳能等。
【解析】
(1) 含碳燃料不充分燃烧除产生黑烟外，还会生成有毒的CO气体，使用时需注意通风防止中毒；
(2) 燃气灶火焰呈黄色是因为空气不足，燃料燃烧不充分；
(3) 煤、天然气属于不可再生能源（任写一种即可）；
(4) 纤维素含C、H、O元素，根据质量守恒定律，完全燃烧生成CO₂和H₂O；
(5) 将煤块制成多孔蜂窝煤，目的是增大燃料与氧气的接触面积，使燃烧更充分；
(6) 家用煤气或天然气代替煤的原因：如燃烧产生的污染性气体少、热值高、调控方便等（任写一点）；
(7) SO₂能使红色品红溶液褪色，CO在加热条件下还原氧化铜，黑色粉末变为红色；
(8) 加热条件下，CO与CuO反应生成Cu和CO₂，化学方程式为$\ce{CuO + CO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$；
(9) 该观点不严谨，因为SO₂也能使澄清石灰水变浑浊，无法确定是否含CO；
(10) 氢气在点燃条件下与O₂反应生成H₂O，化学方程式为$\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$；常见清洁能源还有太阳能、风能等（任写一种）。
【答案】
(1) $\ce{CO}$；通风
(2) 空气不足，燃烧不充分（合理即可）
(3) 煤（或天然气）
(4) $\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$
(5) 增大燃料与氧气的接触面，使燃烧更充分（合理即可）
(6) 燃料燃烧产生污染性气体少（或热值高、调控方便等，合理即可）
(7) 溶液红色褪去；黑色粉末逐渐变成红色
(8) $\ce{CuO + CO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$
(9) 不严谨，$\ce{SO_{2}}$也能使澄清石灰水变浑浊
(10) $\ce{2H_{2} + O_{2}\xlongequal{点燃} 2H_{2}O}$；太阳能（合理即可）
【知识点】
燃料的合理利用、化学方程式书写、能源的分类
【点评】
本题以家用燃料的变迁为情境，紧密结合生活实际，考查燃料相关的基础知识，注重培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，体现了化学与生活的联系。
【难度系数】
0.6