Question

【題目】冬季取暖人們常用到暖寶寶（如圖），其熱量來源于鐵的緩慢氧化。化學小組的同學突發奇想，想利用暖寶寶測定空氣中氧氣的含量。

【查閱資料】

（1）暖寶寶的主要成分鐵粉、木炭、食鹽。

（2）暖寶寶反應的主要原理是鐵粉與氧氣、水共同作用生成氫氧化鐵，反應的化學方程式為_________________。

【設計實驗】化學小組的同學設計了圖1所示裝置。

【實驗步驟】①檢查裝置氣密性

②向250mL集氣瓶中加入20mL水

③讀取溫度計示數為18oC，撕掉暖寶寶上的貼紙，塞緊橡膠塞。

④觀察溫度計示數的變化

⑤待溫度計示數為18oC時，打開止水夾。

請回答下列問題：

（1）檢查裝置氣密性的方法是_________________；

（2）小組同學的設計中，集氣瓶內水的作用是______________；

（3）實驗結果如圖2所示，根據圖示數據計算得出氧氣的體積分數約為_______________。

【實驗反思】你認為小組同學實驗產生誤差的可能原因有_________________（寫出一條即可）。你證明這確實是造成誤差原因的方案是_______________。

Answer 1

【答案】 4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3 將導管放入水中，雙手捂住集氣瓶，觀察到有氣泡冒出，松開手，導管內有液柱，證明氣密性良好 19.1% 鐵粉生銹提供水分 暖貼內鐵粉的量不夠，O2沒有完全被消耗 取使用后的樣品少量于燒杯中，加入足量的水溶解、過濾，向濾液中滴加硝酸銀溶液生成白色沉淀

【解析】【查閱資料】（2）根據描述可知該反應的反應物是鐵粉與氧氣、水，生成物是氫氧化鐵，反應的化學方程式表示為：4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3；【實驗步驟】（1）檢查該裝置氣密性的方法是：將導管浸水中，雙手握住集氣瓶，觀察到有氣泡冒出，松開手，導管內有液柱，證明氣密性良好；（2）鐵生銹需要水，故集氣瓶中水的作用是為鐵粉生銹提供水分；（3）該實驗的原理是鐵生銹消耗氧氣導致集氣瓶中的壓強變小，集氣瓶中進入的水的體積即為空氣中氧氣的體積。由圖示數可知，進入集氣瓶中水的體積=100ml-55ml=45ml，空氣的總體積=250ml-20mL=230ml，氧氣的體積分數= =19.6%；【實驗反思】空氣中，氧氣約占空氣總體積的21%，先測定的氧氣的體積分數偏小，原因可能是暖貼內鐵粉的量不夠導致O2沒有完全被消耗；可取兩片暖寶寶重復上述實驗，若進入的水的體積更多，說明是鐵粉不足導致測得的氧氣的體積分數變小。