Question

5．暖寶寶（如圖1所示）是一種防寒用品，某小組探究暖寶寶中的主要成分有哪些？

【提出問(wèn)題】暖寶寶中的主要成分是什么？
【初步實(shí)驗(yàn)】剪開(kāi)內(nèi)包裝袋，倒出其中的粉末，發(fā)現(xiàn)呈黑色．用磁鐵吸引，黑色粉末部分被吸引
【查閱資料】
1、常見(jiàn)黑色粉末是炭粉、鐵粉、二氧化錳、氧化   銅、四氧化三鐵
2、四氧化三鐵具有磁性，能被磁鐵吸引
【提出猜想】黑色粉末中可能含有鐵粉、四氧化三鐵粉末或兩者都有
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取黑色粉末放入燃燒匙中點(diǎn)燃，伸入盛有氧氣的集氣瓶中（瓶底放入少量澄清石灰水），在瓶?jī)?nèi)劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體；實(shí)驗(yàn)后，蓋上玻璃片振蕩集氣瓶，發(fā)現(xiàn)變渾濁．
【得出結(jié)論】該黑色粉末一定含有鐵粉和碳粉．寫(xiě)出鐵粉燃燒的文字表達(dá)式鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵；
【實(shí)驗(yàn)反思】此實(shí)驗(yàn)中澄清石灰水除了用于證明二氧化碳是否存在間接確定黑色粉末是否含有炭粉外，還具有的作用是防止鐵粉反應(yīng)后的熔化物濺落瓶底使集氣瓶底炸裂．
【實(shí)驗(yàn)延伸】查閱資料暖寶寶中除了上述物質(zhì)外，還有蛭石、氯化鈉和少量水，發(fā)熱原理是利用鐵生銹：鐵與氧氣、水反應(yīng)生成氫氧化亞鐵．粉末中氯化鈉、活性炭會(huì)加速生銹．利用暖寶寶證明空氣中氧氣含量，裝置如圖2：

測(cè)定 項(xiàng)目	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
	燒杯中水的體積	燒杯中剩余水的體積	集氣瓶（扣除內(nèi)容物）的體積
體積/mL	80	42	200

（1）則空氣中氧氣含量為19%
（2）上述裝置中會(huì)有少量水殘留在導(dǎo)管中造成實(shí)驗(yàn)誤差，請(qǐng)你用以下實(shí)驗(yàn)用品對(duì)上述實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)．（量筒、大燒杯、玻璃棒、水、暖寶寶），在圖3框中畫(huà)出實(shí)驗(yàn)裝置示意圖即可．

Answer 1

分析 【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】考慮鐵粉在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，從而證明了鐵粉的存在．考慮二氧化碳的鑒別方法．
【得出結(jié)論】鐵粉燃燒生成四氧化三鐵；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)鐵絲燃燒現(xiàn)象分析；
【實(shí)驗(yàn)延伸】根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，改用量筒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

解答 解：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】取適量黑色粉末于燃燒匙中，在酒精燈上點(diǎn)燃后伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察到劇烈燃燒、火星四射、放出大量熱、生成黑色固體的現(xiàn)象，從而證明了鐵粉的存在．在反應(yīng)后的集氣瓶中加入澄清的石灰水振蕩，因?yàn)槎�氧化碳使澄清石灰水變渾濁，故觀察到石灰水變渾濁，說(shuō)明粉末中一定含有碳粉；
【得出結(jié)論】鐵與氧氣反應(yīng)的文字表達(dá)式：鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵．
【實(shí)驗(yàn)反思】在反應(yīng)后的集氣瓶中加入澄清的石灰水振蕩，因?yàn)槎�氧化碳使澄清石灰水變渾濁，故觀察到石灰水變渾濁，說(shuō)明粉末中一定含有碳粉；同時(shí)防止鐵粉反應(yīng)后的熔化物濺落瓶底使集氣瓶底炸裂．
【實(shí)驗(yàn)延伸】空氣中氧氣含量為$\frac{80mL-42mL}{200mL}$×100%=19%；
由于上述裝置中會(huì)有少量水殘留在導(dǎo)管中造成實(shí)驗(yàn)誤差，可以去掉導(dǎo)管，改用量筒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖
故答案為：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】生成黑色固體； 變渾濁
【得出結(jié)論】鐵+氧氣$\stackrel{點(diǎn)燃}{→}$四氧化三鐵；
【實(shí)驗(yàn)反思】防止鐵粉反應(yīng)后的熔化物濺落瓶底使集氣瓶底炸裂；
【實(shí)驗(yàn)延伸】19；．

點(diǎn)評(píng) 該題為綜合實(shí)驗(yàn)題，考查的知識(shí)點(diǎn)較多，氧氣的性質(zhì)，裝置氣密性的檢驗(yàn)等，關(guān)鍵是熟記相關(guān)知識(shí)點(diǎn)．語(yǔ)言表述要簡(jiǎn)練準(zhǔn)確．掌握鐵的化學(xué)性質(zhì)，空氣中氧氣含量的測(cè)定．