题目内容
【题目】目前，石油资源的匮乏使人们不断研究开发和利用新能源。世界上首座熊猫外形的光伏电站在我国山西大同正式并网发电，电站由单晶硅太阳能电池和薄膜太阳能电池组成。请回答下列问题：
（1）三大化石燃料包括煤、石油和_________。工业上将石油加热炼制，利用石油中各成分的________不同将它们分离，得到汽油、煤油等产品。
（2）某燃料在空气中燃烧产物为二氧化碳和水，则该燃料一定含___________元素。
（3）单晶硅太阳能电池是将太阳能转化为_______能。工业制取单晶硅的反应为：2Mg + SiO2
Si + 2MgO，该反应的基本反应类型是________________。
（4）氢能是未来最理想的能源，从环保角度分析，氢能最突出的优点是_______________。
【答案】天然气；沸点；碳、氢；电；置换反应；生成物是水，不污染环境。
【解析】
根据化石燃料的分类以及石油分馏的原理；质量守恒定律；能量的转化方法及其基本反应类型的判断方法；氢气燃烧的产物来分析。
（1）三大化石燃料包括煤、石油和天然气；工业上将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同将它们分离得到汽油、煤油等产品；
（2）化学反应前后元素的种类不变，某燃料在空气中燃烧生成了二氧化碳和水，则该燃料中一定含有碳、氢元素，可能含有氧元素；
（3）单晶硅太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置；根据化学方程式可知，该反应是由单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应；
（4）氢气燃烧只生成水，不污染环境。
【题目】小亮通过学习知道了氧气的验满方法，即将带火星的木条伸到集气瓶口处，若带火星的木条复燃，则证明氧气已收集满了。那么，使带火星的木条复燃的氧气一定是纯氧吗？小亮对此展开探究：
取5只集气瓶，编号为①②③④⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水。用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶的水排去。将带火星的木条依次插入①~⑤号瓶中，记录实验现象。小亮又在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表。
第一组 | 第二组 | 第三组 | |||||||||
集气瓶编号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ① |
收集的氧气占容器的体积分数（%） | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 31 | 33 | 35 | 37 | 39 | 34 |
带火星木条 | 微亮 | 亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 很亮 | 很亮 | 复燃 | 复燃 | 复燃 | 很亮 |
请根据实验回答下列问题：
（1）写出一个实验室制取氧气的化学方程式_______________________。
（2）使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：_______________（填“是”或“否”）。
（3）收集的氧气占容积的体积分数最低为_______________时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数是_______________（计算结果百分号内保留一位数小数）。
（4）用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图所示。若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在_______________℃以下。
（5）采取“半值法”探究能减少实验次数。例如：
第一组实验若按③④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%~40%之间，从而省去编号为①②⑤的实验。同理，第二组实验可以省去的实验编号为_______________。
【题目】课外小组同学进一步研究铁与氧气的反应．
（提出问题）铁丝燃烧时为什么会有“火星四射”的现象？
（查阅资料）铁丝燃烧时“火星四射”现象与铁丝含碳量有关．
（进行实验）探究铁丝在氧气中燃烧时“火星四射”的现象与其含碳量的关系．
实验 | 现象 | 解释与结论 |
实验1：取直径0.20mm、含碳0.1% 的铁丝，在氧气中燃烧 | 零星的火星四射 | ①铁燃烧的化学方程式是 ________ ②0.20mm的铁丝在氧气中燃烧，“火星四射”与其含碳量的关系为________ |
实验2：取直径0.20mm、含碳0.32%的铁丝，在氧气中燃烧 | 较明显的火星四射 | |
实验3：取直径0.20mm、含碳0.52%的铁丝，在氧气中燃烧 | ________ |
（提出问题）纯铁在氧气中燃烧溅落的“黑色固体”是什么？
（查阅资料）
①自然界中铁的氧化物主要是Fe3O4和Fe2O3两种（FeO易被氧化）
②铁的氧化物均能溶于酸溶液
（进行实验）测定黑色固体的成分．
实验 | 现象及数据 | 解释与结论 |
实验4：将冷却后的黑色固体碾碎，装入试管，加入________溶液 | 现象是________ | 铁燃烧时溅落下来的黑色 固体中含有铁 |
实验5：取2.8g纯铁在氧气中燃烧，收集溅落的黑色固体，干燥并称其质量 | 黑色固体质量为3.44g | 黑色固体的组成及质量为 ________ |
（实验拓展）
同学们认为铁丝燃烧的现象还与氧气的浓度有关，所以想收集不同浓度的氧气进行相关实验．若用排水集气法收集一瓶体积分数约为80%的氧气，预先应向容积为360mL的集气瓶中加水，水的体积约为________ mL．
