内容正文:
跨学科实践活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用
一、单选题
1.生活中处处留心皆学问。下列有关“蜂窝煤”的分析正确的是
A.使用“蜂窝煤”时应注意通风,以防煤气中毒
B.“蜂窝煤”中小孔的作用是降低着火点
C.“蜂窝煤”需要引燃的原因是氧气不足
D.“蜂窝煤”燃烧时闻到的刺激性气味气体可能是CO2
2.家用燃料的使用,经历了如图过程(括号中是燃料的主要成分)。
下列说法不正确的是
A.天然气完全燃烧是化合反应
B.煤燃烧时会放出和等污染物
C.天然气的氢元素含量高于液化石油气
D.将煤做成蜂窝状,是为了增大燃料与氧气的接触面积
3.跨学科实践活动激发了学生的创新思维,培养了学生的实践能力和合作能力。下列跨学科实践活动所涉及的化学知识正确的是
A.微型空气质量“检测站”测空气污染物含量——二氧化碳是空气污染物
B.水质检测和用小卵石与活性炭自制简易净水器——净化后得到直饮纯水
C.调查家用燃料的变迁与合理使用——未来燃料要清洁、易调控、热值高
D.橡皮泥制作甲烷(CH4)分子结构模型——甲烷由碳原子和氢原子构成
4.能源的利用和发展关乎社会的发展。下列说法正确的是
A.燃料充分燃烧,能节约资源,减少污染
B.在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量
C.煤、石油、天然气属于可再生能源
D.加大化石燃料的开发,以满足不断增长的能源需求
5.下列关于燃料与燃烧的说法不正确的是
A.物质与氧气发生的反应都属于氧化反应
B.木柴架空燃烧更旺是因为增大了木柴与氧气的接触面积
C.使燃料充分燃烧的方法之一是增加可燃物的量
D.镁条可以在氮气中燃烧,说明燃烧不一定有氧气参加
6.使燃料充分燃烧,不合理的是
A.粉碎燃料 B.增加燃料 C.增加空气 D.喷成雾状
7.下列说法中,正确的是
A.氢气具有可燃性,点燃就会发生爆炸
B.石油分馏、煤的干馏和水的电解都属于化学变化
C.家用燃气灶的火焰呈现黄色时,说明燃料燃烧充分
D.发展“低碳经济”,提倡“低碳生活”是控制温室气体排放的重要方式和途径
二、填空题
8.家用燃料的变迁体现着科技的进步,印证着生活的向好发展。请结合所学知识和下图,回答下列问题。
(1)薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料,主要的原因是 。
(2)过去,薪柴是主要燃料。涉及薪柴的成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法,其灭火原理是 。
(3)如今,通过西气东输工程,天然气作为家用燃料已广泛使用,请写出天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式 。
(4)燃料不充分燃烧不仅会浪费资源,还会造成空气污染。使燃料充分燃烧,通常需要考虑的因素有 (写一种即可)。
(5)你认为未来家用燃料应具备的特点是 。
9.化学兴趣小组开展“调查家用燃料的变迁与合理使用”跨学科实践活动。
任务一:调查家用燃料变迁
小组同学通过走访调查,发现本地居民家用燃料的使用经历了如图1的发展历程。
(1)柴草中纤维素的化学式为(C6H10O5)n。,其中氢、氧元素的最简质量比是 。
(2)同学们经过走访调查,了解到从前人们把煤制成蜂窝煤(如图2)后燃烧会更加充分,请你从燃烧的角度解释这一现象:把煤制成蜂窝煤, ,使燃烧更充分。
(3)石油气压缩成液态储存在钢瓶中,从微观角度分析,“压缩”过程中 发生改变。丙烷(C3H8)充分燃烧的化学方程式为 。
任务二:家用燃料的合理使用
(4)当天然气灶火焰呈黄色、锅底出现黑色物质时,此时需要调 (填“大”或“小”)灶具的进风口。
(5)油锅起火时,迅速倒入切好的青菜,火焰熄灭的原因是 。
任务三:未来燃料的发展趋势
(6)通过研究家用燃料的更新历程,请你预测未来燃料发展的趋势是 。(填1条即可)
10.新能源的开发和利用促进了能源结构向多元、清洁和低碳转变。
(1)目前,人类利用的能量大多来自化石燃料,如石油、天然气和 。在有石油的地方,一般都有天然气存在,天然气的主要成分是甲烷,其燃烧化学方程式为 。
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质,此时可调 (填“小”或“大”)燃气灶的进风口,使燃料充分燃烧,节约能源。
(3)我国研制出一种新型催化剂,在这种催化剂作用下,二氧化碳可以转化为汽油,主要转化过程如图所示(部分生成物已略去)。
①催化剂在化学反应前后质量和 不变。
②过程I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物,该反应的化学方程式为 。
(4)随着科学技术的发展,氢能源的开发利用已取得很大进展。氢气作为燃料的优点是 (答一点即可)。
三、实验题
11.家用燃料的变迁,是人类进步的标志。某化学小组展开如下项目式探究。
任务一:认识我国家用燃料的变迁
【学习交流】我国居民家用燃料的使用经历了如图所示的发展历程:
(1)液化石油气是石油综合利用的产品,石油分馏属于 (填“物理”或“化学”)变化。
任务二:探究早期燃料柴草燃烧固体产物的组成成分
【查阅资料】①柴草焚烧的灰烬为草木灰,其主要成分是碳酸钾、硫酸钾、氯化钾等;②碳酸钾溶液显碱性;③硫酸银微溶于水。
【实验验证】
(2)小组同学设计以下实验方案验证草木灰的组成成分。
步骤1:将草木灰加水溶解,过滤得到浸出液,若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度,测得结果应 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
步骤2:另取少量浸出液,向其中加入过量稀硝酸,观察到 ,证明草木灰中含有K2CO3。
步骤3:取适量步骤2反应后的溶液于试管中,滴加过量氯化钡溶液,观察到有白色沉淀产生,证明草木灰中含有K2SO4。
步骤4:取步骤3反应后的上层清液于试管中,滴加少量 溶液,观察到有白色沉淀产生,证明草木灰中含有KCl。
【表达交流】
(3)写出步骤3对应的反应方程式: 。
【反思评价】
(4)小文同学认为步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理,应将上述过程中某药品更换为 (填一种盐的化学式)溶液,即可得证。
(5)经过思考分析,你认为步骤3和步骤4 (填“能”或“不能”)调换顺序。
参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
答案
A
A
C
A
C
B
D
1.A
A、“蜂窝煤”燃烧不充分会产生一氧化碳,一氧化碳有毒,所以使用时应注意通风,防止煤气中毒,故选项说法正确;
B、着火点是物质的固有属性,一般不能改变,“蜂窝煤”中小孔的作用是增大与氧气的接触面积,让燃烧更充分,故选项说法错误;
C、“蜂窝煤”需要引燃是因为要使温度达到其着火点,而不是氧气不足,故选项说法错误;
D、二氧化碳是无色无味的气体,“蜂窝煤”燃烧时闻到的刺激性气味气体不可能是二氧化碳,故选项说法错误;
故选:A。
2.A
A、天然气(CH4)燃烧生成二氧化碳和水,不符合多变一,不属于化合反应,选项错误;
B、煤中含有硫和氮元素,燃烧时会放出和等污染物,选项正确;
C、天然气的主要成分是甲烷,甲烷中氢元素的质量分数为:,液化石油气的主要成分是C3H8、C4H10、C3H6、C4H8,C3H8中氢元素的质量分数为:,C4H10中氢元素的质量分数为:,C3H6中氢元素的质量分数为:,C4H8中氢元素的质量分数为:,故液化石油气的氢元素含量在18.2%至14.3%之间,所以天然气的氢元素含量高于液化石油气,选项正确;
D、将煤做成蜂窝状,可以增大煤与氧气的接触面积,使燃烧更充分,选项正确;
故选A。
3.C
A、二氧化碳是空气的组成成分之一,不属于空气污染物,说法错误;
B、用小卵石与活性炭自制简易净水器,净水器处理后的水中还含有可溶性杂质,属于混合物不能得到直饮纯水,说法错误;
C、调查家用燃料的变迁与合理使用,家用燃料的使用顺序分别是木柴、煤炭、液化石油气、天然气等,燃料的使用向清洁、易调控、热值高方向发展,这样能够减少污染物的排放,提高能源利用效率,满足人们对高品质生活的需求,说法正确;
D、甲烷(CH4)由甲烷分子构成,甲烷分子由碳原子和氢原子构成,说法错误。
故选C。
4.A
A、燃料充分燃烧,能节约资源,减少一氧化碳等污染,故A说法正确;
B、在化学反应中不是只有燃烧反应才能放出热量,例如氧化钙和水反应生成氢氧化钙,会放出热量,镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,也会放出热量,故B说法不正确;
C、煤、石油、天然气属于三大化石燃料,在短期内不能得到补充,属于不可再生能源,故C说法不正确;
D、化石燃料是不可再生能源,加大化石燃料的开发,不利于能源的保护,且会加重环境污染,故D说法不正确。
故选:A。
5.C
A、氧气在反应中提供氧,因此物质与氧气发生的反应都属于氧化反应,故A正确;
B、木柴架空燃烧更旺是因为增大了木柴与氧气的接触面积,故B正确;
C、使燃料充分燃烧的方法有:提供充足的氧气、提高氧气浓度或提高氧气含量,增加可燃物的量不能使燃料充分燃烧,故C错误;
D、镁条可以在氮气中燃烧,说明燃烧不一定有氧气参加,故D正确;
故选C。
6.B
A、粉碎燃料能够增大燃料与氧气的接触面积,使燃料充分燃烧,选项正确;
B、增加燃料会导致氧气不足,不能使燃料充分燃烧,选项错误;
C、增加空气能够增大氧气的含量,使燃料充分燃烧,选项正确;
D、喷成雾状能够增大燃料与氧气的接触面积,使燃料充分燃烧,选项正确,故选B。
7.D
A、氢气具有可燃性,如果不纯点燃就会发生爆炸,纯净的氢气点燃就不会发生爆炸,错误,不符合题意;
B、石油分馏是根据石油中各成分的沸点不同而分离的,过程中没有新物质生成,属于物理变化、煤的干馏是将煤隔绝空气加强热,分解生成煤焦油、煤气、焦炭等新物质,属于化学变化、水在通电的条件下生成氧气和氢气,有新物质生成,属于化学变化,选项说法错误,不符合题意;
C、家用燃气灶的火焰呈现黄色时,说明氧气量不足,燃料燃烧不充分,选项说法错误,不符合题意;
D、发展“低碳经济”,是一种以低能耗和高效能等为主要特征,提倡“低碳生活”是控制温室气体排放的重要方式和途径,选项说法正确,符合题意;
故选D。
8.(1)都具有可燃性
(2)清除可燃物
(3)
(4)燃烧时要有足够的空气(氧气)(或燃料与空气要有足够大的接触面)
(5)环保清洁(或安全、来源广、可再生、成本低等)
(1)薪柴、煤炭、液化石油气、天然气均可作为燃料,是因为它们都是可燃物,具有可燃性;
(2)成语“釜底抽薪”的含义是指从锅下抽掉柴火,比喻从根本上解决问题,彻底断绝事情的根源或阻止其继续发展。因此其灭火的原理是清除可燃物;
(3)天然气中甲烷完全燃烧的化学方程式为:;
(4)使燃料充分燃烧,通常需要考虑的因素有两方面:燃烧时要有足够的空气(氧气),燃料与空气要有足够大的接触面;
(5)未来家用燃料应向着环保清洁、安全、来源广、可再生、成本低等方面发展。
9.(1)1:8
(2)增大了煤与氧气(或空气)的接触面积
(3) 分子间的间隔
(4)大
(5) 使温度降低到油的着火点以下
(6)更加清洁、环保、高效(合理即可)
(1)纤维素的化学式为(C6H10O5)n,其中氢、氧元素的最简质量比=(1×10n):(16×5n)= 1:8。
(2)煤制成蜂窝煤,增大了煤与氧气(或空气)的接触面积。 接触面积增大后,煤能更充分地与氧气接触,从而使燃烧更加充分。
(3)从微观角度分析,石油气压缩成液态储存在钢瓶中, 分子间有间隔,在“压缩”过程中,分子间的间隔变小。
丙烷(C3H8)充分燃烧生成二氧化碳和水,根据化学反应式的书写规则以及质量守恒定律配平化学方程式。 丙烷燃烧的化学方程式为
(4)当天然气灶火焰呈黄色、锅底出现黑色物质时,说明天然气燃烧不充分。 燃烧不充分是因为氧气不足,此时需要调大灶具的进风口,增加氧气的进入量,使天然气能够充分燃烧 。
(5)油锅起火时,迅速倒入切好的青菜。 倒入青菜后,青菜吸收热量,使温度降低到油的着火点以下,从而使火焰熄灭。
(6)通过研究家用燃料的更新历程,从柴草到煤,再到液化石油气、天然气,燃料逐渐向更清洁、高效的方向发展。 预测未来燃料发展的趋势是更加清洁、环保、高效,例如开发使用氢能等清洁能源(合理即可)。
10.(1) 煤
(2)大
(3) 化学性质
(4)燃烧热值高(合理即可)
(1)化石燃料包括石油、天然气和煤;
甲烷燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为,故填:煤;;
(2)做饭时,天然气燃烧不充分,锅底易出现黑色物质,氧气不足,此时可调大进风口,以增大空气的进入量,提供充足的氧气,故填:大;
(3)①根据催化剂“一变两不变”的特征,催化剂在化学反应前后化学性质和质量不变,故填:化学性质;
②分析反应示意图可知,过程I为二氧化碳和单质X在催化剂的条件下反应生成一氧化碳,反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物,过程Ⅱ为一氧化碳和单质X反应生成,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,可知单质X为氢气,反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物为水,则该反应为二氧化碳与氢气在催化剂作用下反应生成一氧化碳和水,反应的化学方程为,故填:;
(4)氢气作为燃料的优点有燃烧生成水,产物无污染、燃烧热值高、来源广等,故填:燃烧热值高(合理即可)。
11.(1)物理
(2) 偏小 产生大量气泡 硝酸银/AgNO3
(3)
(4)Ba(NO3)2
(5)不能
(1)石油分馏是利用石油中各物质沸点的不同,将其分离,无新物质生成,属于物理变化;
(2)步骤1:草木灰的主要成分是碳酸钾,碳酸钾溶液显碱性,故若使用湿润的pH试纸测定浸出液的酸碱度,浸出液被稀释,碱性减弱,故测得结果应偏小;
步骤2:碳酸钾能与稀硝酸反应生成硝酸钾、二氧化碳和水,故若观察到产生大量气泡,说明草木灰中含有碳酸钾;
步骤4:实验结论为草木灰中含有氯化钾,氯化钾能与硝酸银反应生成氯化银和硝酸钾,故取步骤3反应后的上层清液于试管中,滴加少量硝酸银溶液,观察到有白色沉淀生成;
(3)步骤3对应的反应为氯化钡和硫酸钾反应生成硫酸钡和氯化钾,该反应的化学方程式为:;
(4)步骤3中加入了氯化钡,引入了氯离子,会对氯化钾的检验产生干扰,故步骤4得出“草木灰中含有KCl”的结论不合理,可将氯化钡更换为Ba(NO3)2,即可得证;
(5)如果将步骤3和步骤4调换顺序,先加入少量硝酸银溶液,硝酸银和氯化钾、硫酸钾分别生成氯化银和硫酸银白色沉淀,无法证明草木灰中含有氯化钾,故不能调换顺序。
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