Question

某化学兴趣小组对“暖宝宝”的成分进行探究，并利用发热原理测定空气中氧气的体积分数．
【查阅资料】
“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭、水、氯化钠等物质，遇空气发生反应的化学方程式是：4Fe+3O₂+6X═4Fe（OH）₃，X的化学式是

 

，该过程放热．
【实验1】
验证“暖宝宝”中含有铁粉．甲同学打开一袋“暖宝宝”，将期中粉末倒入烧杯中，用磁铁与之充分接触，发现有黑色粉末被吸引，证明“暖宝宝”中确实含有铁粉．
【现象与讨论】
乙同学无意中将吸出的铁粉撒在了酒精灯火焰上，意外地发现铁粉燃烧，火星四射．该小组同学对此现象展开讨论：
①铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中能燃烧，这是因为

 

．
②假设铁粉在空气中燃烧和铁丝在氧气中的燃烧产物相同，该反应烦人化学方程式为

 

．
【实验2】
测定空气中氧气的体积分数．
丙同学设计了如下所示的实验：

实验装置	实验步骤	实验现象	实验结论
	①如图所示连接好装置，然后		装置的气密性良好
	②在集气瓶内加入足量“暖宝宝”中的物质，迅速把塞子塞紧，并充分振荡	量筒中的水流入集气瓶	进入集气瓶内的水体积即为瓶中氧气的体积

若要计算出空气中氧气的体积分数，还需要测定

 

【反思与评价】
丁同学认为实验2中存在某些问题，导致测得空气中的氧气的体积分数不准确．你认为实验中存在的问题是

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,空气组成的测定,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：由题目的信息可知：根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目不变，因此X是水，一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的；铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中能燃烧，这是因为铁粉与氧气的接触面积增大；铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，配平即可．测定空气中氧气的体积分数：①如图所示连接好装置，然后用热毛巾包住集气瓶，若导管中出现气泡，装置的气密性良好；若要计算出空气中氧气的体积分数，还需要测定集气瓶的容积；“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭等物质，碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，导致测得空气中的氧气的体积分数不准确．

解答：解：（1）根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和数目不变，因此X是水，一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的；故答案为：H₂O
（2）铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中能燃烧，这是因为铁粉与氧气的接触面积增大；铁与氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，配平即可，故答案为：铁粉与氧气的接触面积增大； 3Fe+2O₂

点燃  .

Fe₃O₄
（3）测定空气中氧气的体积分数：①如图所示连接好装置，然后用热毛巾包住集气瓶，若导管中出现气泡，装置的气密性良好；若要计算出空气中氧气的体积分数，还需要测定集气瓶的容积；故答案为：用热毛巾包住集气瓶；若导管中出现气泡；集气瓶的容积；
（4）“暖宝宝”中含有铁粉、活性炭等物质，碳和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，导致测得空气中的氧气的体积分数不准确，故答案为：反应产生二氧化碳，瓶中压强增大

点评：本题既考查了装置的气密性的检验方法，又考查了实验步骤的设计，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验设计题是近几年中考的重要考点之一，希望同学们前后联系，认真掌握．