Question

【題目】某化學興趣小組對“暖寶寶”的成分進行探究，并利用其發熱原理測定空氣中氧氣的體積分數。

（查閱資料）

“暖寶寶”中含有鐵粉、活性炭、水、氯化鈉等物質。遇空氣發生反應的表達式是：

鐵+氧氣+水→氫氧化亞鐵，寫出該反應的化學方程式________________該過程放熱。

（進行實驗）

驗證“暖寶寶”中含有鐵粉。甲同學打開一袋“暖寶寶”，將其中粉末倒入燒杯中，用磁鐵與之充分接觸，發現有黑色粉末被吸引，證明“暖寶寶”中確實含有鐵粉。

（現象與討論）

乙同學無意中將吸出的鐵粉撒在了酒精燈火焰上，意外地發現鐵粉燃燒，火星四射。該小組同學對此現象展開討論：鐵絲在空氣中不能燃燒，鐵粉在空氣中能燃燒，這是因為___.

（實驗回顧）

圖1是實驗室用紅磷燃燒來粗略測定空氣中氧氣含量的裝置。

實驗原理：由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內___減小。若裝置的氣密性良好，操作規范，可以根據集氣瓶中水的變化，粗略測得空氣中氧氣的含量。寫出紅磷燃燒的化學方程式___.

（實驗改進1）丙同學使用圖2裝置進行實驗，實驗前應先進行的操作是________________

（實驗過程）

步驟1：在注射器中放入足量暖寶寶粉末（體積為2ml），封閉。

步驟2：打開彈簧夾，將活塞向右拉至一定距離，關閉彈簧夾。

步驟3：不斷輕輕晃動注射器，至活塞位置不再發生變化。

（實驗處理）

（1）實驗中需要記錄的數據是____________，____________

（2）上述實驗測得過程至少需要重復兩次，其目的是________________

（表達與交流）從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者準確度更高的原因是____________

（實驗改進2）丁同學設想用圖1裝置，換用“暖寶寶”中的物質代替紅磷將其燃燒，進行氧氣含量的測定，你認為____________（填“是”或“否”）可行，并說明理由____________（如填“是”，此空可不必作答）。

Answer 1

【答案】2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2 鐵粉與空氣的接觸面積比鐵絲與空氣的接觸面積大 壓強 4P+5O22P2O5 檢查裝置的氣密性 注射器中原來空氣的體積 至活塞位置不再變化時注射器中的氣體體積 減小誤差 “暖寶寶”消耗氧氣更徹底，實驗結果更準確 否 “暖寶寶”中的活性炭燃燒生成二氧化碳氣體，導致水不能進入集氣瓶，不能測定空氣中的氧氣含量

【解析】

[查閱資料]化學反應前后各種原子個數相等，根據題意，反應的化學方程式為：2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2。[現象與討論]鐵粉與空氣的接觸面積比鐵絲與空氣的接觸面積大。[實驗回顧]紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內氣體減少，壓強變小，溫度冷卻到室溫，打開止水夾，燒杯中的水會由導氣管進入集氣瓶中，進入水的體積等于消耗氧氣的體積。紅磷燃燒生成五氧化二磷，4P+5O22P2O5 。[實驗改進1]丙同學使用圖2裝置進行實驗，實驗前應先進行的操作是檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結果。[實驗處理]（1）實驗中需要記錄的數據是注射器中原來空氣的體積、至活塞位置不再變化時注射器中的氣體體積，兩者體積之差即為注射器中氧氣的體積，進一步可計算空氣中氧氣的含量；上述實驗測得過程至少需要重復兩次，其目的是減小誤差。[表達與交流]從實驗原理角度分析，改進后的實驗結果比前者準確度更高的原因是“暖寶寶”消耗氧氣更徹底，實驗結果更準確。[實驗改進2]“暖寶寶”中的活性炭燃燒生成二氧化碳氣體，導致水不能進入集氣瓶，不能測定空氣中的氧氣含量，因此不能換用“暖寶寶”中的物質代替紅磷將其燃燒，進行氧氣含量實驗的測定。