Question

【題目】有些食品袋里裝有一小袋鐵粉作保鮮劑，化學(xué)興趣小組對一包使用過且已經(jīng)生銹的保鮮劑進行探究。

（提出猜想）保鮮劑可能的組成：①只有 Fe2O3； ②Fe和 Fe2O3的混合物。

（實驗探究 1）探究已使用過的保鮮劑的成份

（1）取保鮮劑樣品少量于試管中，加入過量稀鹽酸，小組同學(xué)根據(jù)觀察到的現(xiàn)象一致認為猜想②成立，他們觀察到的現(xiàn)象是______。

（實驗探究 2）保鮮劑中 Fe2O3含量的探究

稱取保鮮劑樣品 1.0g 裝入硬質(zhì)玻璃管中，按圖1所示的裝置進行實驗。開始時緩緩?fù)ㄈ?/span>CO 氣體，過一段時間后再加熱使其充分反應(yīng)，待反應(yīng)完全后，繼續(xù)通 CO 氣體直至玻璃管冷卻。

（2）先通入CO氣體一段時間后再加熱的目的是______。

（3）反應(yīng)前后稱量相關(guān)裝置和物質(zhì)的總質(zhì)量，其數(shù)據(jù)如下表：

反應(yīng)前	反應(yīng)后
玻璃管和保鮮劑的總質(zhì)量	玻璃管和固體物質(zhì)的總質(zhì)量為

①裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________。

②分析表中的數(shù)據(jù)后，得出保鮮劑與反應(yīng)后固體質(zhì)量差值0.21g是______填標號。

a保鮮劑中鐵的質(zhì)量

b保鮮劑中氧化鐵的質(zhì)量

c保鮮劑中氧化鐵與通過反應(yīng)生成的鐵的質(zhì)量差

反應(yīng)完全后，繼續(xù)通 CO 氣體直至玻璃管冷卻，目的是______（任意寫一條）。

（4）（反思評價）圖1中裝置存在的不足之處是_________。

（附加題）（注意：正確回答下列問題加4分，總分不超過60分）

（實驗探究）在如下圖所示，保鮮袋中裝有保鮮劑，將O2、CO2、濕度(測水蒸氣)傳感器探頭放入保鮮袋中（有少量空氣），然后快速向袋內(nèi)呼出氣體直到吹滿，再打開儀器開始采集數(shù)據(jù)。采集的數(shù)據(jù)如下圖所示，縱坐標均為某氣體體積分數(shù)（%），橫坐標均為時間（s）。據(jù)圖回答下列問題：

（1）表示O2體積分數(shù)變化的曲線是______(選填“M”、“N”、“Q”)，指出曲線N在0~50s內(nèi)下降的原因______。

（2）查閱文獻得知其他人員使用鐵的緩慢氧化原理來測量封閉容器內(nèi)的氧氣含量時，可以將氧氣消耗至大約1%，但此處氧氣剩余含量明顯偏高，試解釋原因______（寫出一條即可）。

（3）實驗中，沒有生成二氧化碳，但它的含量仍然發(fā)生了變化，請根據(jù)圖像作出解釋______。

Answer 1

【答案】有氣泡冒出 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 c 防倒吸或防氧化 缺少尾氣處理裝置 Q 水蒸氣液化 保鮮劑不足，裝置漏氣 因為氧氣和水蒸氣含量減少，導(dǎo)致二氧化碳含量相對增加

【解析】

鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，一氧化碳和氧化鐵高溫生成鐵和二氧化碳。

（1）鐵粉作保鮮劑，鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，取保鮮劑樣品少量于試管中，加入過量稀鹽酸，小組同學(xué)根據(jù)觀察到的現(xiàn)象一致認為猜想②成立，觀察到的現(xiàn)象是有氣泡冒出。

（2）一氧化碳具有可燃性，先通入CO氣體一段時間后再加熱的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，防止爆炸。

（3）①裝置中發(fā)生反應(yīng)是一氧化碳和氧化鐵高溫生成鐵和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe2O32Fe+3CO2。

②由表中的數(shù)據(jù)可知，保鮮劑與反應(yīng)后固體質(zhì)量差值0.21g是保鮮劑中氧化鐵與通過反應(yīng)生成的鐵的質(zhì)量差，故選c。

反應(yīng)完全后，繼續(xù)通 CO 氣體直至玻璃管冷卻，目的是防倒吸或防氧化。

（4）[反思評價]一氧化碳有毒，為防止污染空氣，要有尾氣處理裝置，圖1中裝置存在的不足之處是缺少尾氣處理裝置。

[實驗探究]

（1）向袋內(nèi)呼出氣體直到吹滿,二氧化碳的體積增加，氧氣、水蒸氣的體積減少，原點時，只有氧氣含量可能達到16.77%，故表示O2體積分數(shù)變化的曲線是Q，指出曲線N在0~50s內(nèi)下降的原因水蒸氣液化。

（2）其他人員使用鐵的緩慢氧化原理來測量封閉容器內(nèi)的氧氣含量時，可以將氧氣消耗至大約1%，但此處氧氣剩余含量明顯偏高，原因是保鮮劑不足，裝置漏氣。

（3）實驗中，沒有生成二氧化碳，但它的含量仍然發(fā)生了變化，解釋是氧氣和水蒸氣含量減少，導(dǎo)致二氧化碳含量相對增加。