Question

【題目】某化學興趣小組對“暖寶寶”的成分進行探究，并準備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�。�若裝置的氣密性良好，操作規范，可以根據量筒中水的變化，粗略測得空氣中氧氣的含量．

【問題提出】

有實驗資料表明：燃燒過程中當氧氣體積分數低于7%時，紅磷就無法繼續燃燒，因此通過上述實驗，測定結果與理論值誤差較大．

【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髙的原因是_____；

【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+2H2O+O2=2Fe(OH)2 鐵粉和空氣的接觸面積比鐵絲和空氣的接觸面積大 氣壓 檢查裝置氣密性 注射器中原來空氣的體積 至活塞位置不再發生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 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

【解析】【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，該反應的化學方程式為：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2；

【現象與討論】鐵絲在空氣中不能燃燒，鐵粉在空氣中能燃燒，這是因為鐵粉和空氣的接觸面積比鐵絲和空氣的接觸面積大；【實驗回顧】由于紅磷燃燒消耗空氣中的氧氣，使瓶內氣壓減小；若裝置的氣密性良好，操作規范，可以根據量筒中水的變化，粗略測得空氣中氧氣的含量；【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，至活塞位置不再發生變化時注射器中的氣體體積，兩者體積只差即為注射器中氧氣的體積，進一步可以計算空氣中氧氣的含量；(2)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髙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，進行氧氣含量的測定。