19. 新素养 科学探究与实践（22分）(2026·江苏泰州期中)为探索“火”的奥秘,某兴趣小组进行燃烧的探究之旅。
【探究一】燃烧之“源”。
如图 1 所示实验中,向水槽中加入足量 $80°\mathrm{C}$ 的热水,观察现象:① Y 形管中白磷燃烧;② Y 形管中红磷不燃烧;③ 水中白磷不燃烧。
(1) Y 形管中的白磷发生反应的化学方程式为
$\ce{4P + 5O_{2}\xlongequal{点燃}2P_{2}O_{5}}$
。
(2) 现象①和②说明物质燃烧需要
温度达到可燃物的着火点
。
【探究二】燃烧之“衡”。
如图 2 所示实验中,点燃蜡烛后,过一会儿天平指针向右偏,据此得出结论:蜡烛燃烧不符合质量守恒定律。
(3) 某同学认为该结论不合理,原因是
蜡烛燃烧生成的水蒸气和二氧化碳扩散到空气中
。
(4) 要成功验证质量守恒定律,对于有气体参与或生成的实验需要在
密闭
容器中进行验证。
【探究三】燃烧之“析”。
将点燃的蜡烛放在钟罩中,再利用数字化仪器测出氧气和一氧化碳含量的变化曲线如图 3所示。
(5) 结合曲线说明,初始阶段蜡烛能完全燃烧的理由是
氧气足量
。
(6) 后续阶段一氧化碳含量逐渐升高的原因是
随着氧气浓度减小,蜡烛发生不完全燃烧,生成的一氧化碳越来越多
。
【探究四】燃烧之“用”。
家用燃料的变迁历程为柴草→蜂窝煤→液化石油气→天然气→……
(7) 将煤加工成蜂窝煤的目的是
增大反应物的接触面积,使燃烧更快、更充分
。
(8) 天然气的主要成分为甲烷($\ce{CH_{4}}$),其在空气中完全燃烧的化学方程式为
$\ce{CH_{4} + 2O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2} + 2H_{2}O}$
。
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【探究五】燃烧之“梦”。
$\ce{H_{2}}$ 是一种理想的绿色能源。我国科学家利用水煤气($\ce{CO}$ 和水蒸气的混合气)在一种新型催化剂和 $120°\mathrm{C}$ 的条件下制备 $\ce{H_{2}}$,该反应的微观过程如图 4 所示。
(9) 点燃氢气之前需要进行验纯,其原因是
防止氢气不纯点燃后发生爆炸
。
(10) “解离”时,分子结构被破坏的是
$\ce{H_{2}O}$
(填化学式);根据微观示意图,由水煤气制备氢气的化学方程式为
$\ce{CO + H_{2}O\xlongequal[120\ °\mathrm{C}]{催化剂}CO_{2} + H_{2}}$
。
