题目内容

4.某学校的化学兴趣小组对某品牌“暖手宝”的自动发热原理展开了探究,经查阅说明书得知,该品牌“暖手宝”里发热剂的成分主要有铁粉、活性炭、氯化钠等.
【提出问题】发热剂中各种成分对“暖手宝”的发热有什么作用?
【猜想与假设】
A.各种成分物质都参与反应;
B.只有部分物质参与反应.
【实验与结沦】兴趣小组做了如下实验,并记录数据如表:
组别时间/min铁粉/g氯化钠/g活性炭/g空气湿度/%水/mL上升温度/℃
130100.670010.5
23010.507000
33000.50.67000
430100.64004.5
530100.640211.5
62010.50.640211.5
(1)第1、3组的探究实验结果说明,没有铁粉(填物质名称),“暖手宝”不能发热.
(2)分析第1、2、4、5组探究实验可知,“暖手宝”的发热还利用了活性炭能吸附空气中的水蒸气的性质.
(3)通过第5、6组数据分析可知,氯化钠在该反应中的作用是作催化剂.
(4)为了进一步测定发热剂中活性炭的质量分数.兴趣小组的同学们称取了少量发热剂,准备按如图方案进行实验:发热剂+足量,但老师指出该方案设计不够科学,会导致测定结果偏大,请你分析不足之处是Fe+CuCl2═Cu+FeCl2(用化学方程式表示).

【交流与讨论】哪种因素可能影响“暖手宝”放热的速率?请你设计一个实验方案来验证自己的猜想.
影响因素:氯化钠的质量.
实验方案及结论:取两支试管,将其编号为A、B.向A、B试管中分别加入1g铁粉,0.6g活性炭粉末,2ml水.再向A试管中加入0.5g氯化钠,向B试管中加
入0.8g氯化钠.在空气湿度为70%的环境下,分别测定A、B试管中上升相同温度所需要的时间.若上升相同温度所需要的时间不同,则说明氯化钠的质量影响暖手宝放热的速率.

分析 (1)根据图中数据分析解答;
(2)根据活性炭具有吸附作用,能够吸附空气中的水蒸气解答;
(3)根据图中数据分析可知,氯化钠可以加快生锈的速率解答;
(4)根据是Fe与CuCl2溶液会反应生成Cu解答;
【交流与讨论】根据铁与氧气、水充分接触时容易发生氧化反应,放出热量,氯化钠的质量可能影响“暖手宝”放热的速率设计实验解答.

解答 解:(1)第1、3组的探究实验结果说明,没有铁粉,“暖手宝”不能发热.
(2)由第1、2、4、5组探究实验可知,“暖手包”的发热应用了活性炭具有吸附空气中的水蒸气的性质;
(3)由图中数据分析可知,氯化钠可以加快生锈的速率,氯化钠在该反应中的作用是作催化剂;
(4)方案的不足之处是Fe与CuCl2溶液会反应生成Cu,反应的化学方程式为:Fe+CuCl2═Cu+FeCl2;
【交流与讨论】由图中数据分析可知,“暖手包”的发热原理是利用铁生锈缓慢氧化放热的原理,故是铁与氧气、水蒸气共同作用的结果;
氯化钠的质量可能影响“暖手宝”放热的速率;实验方案及结论:实验方案及结论:取两支试管,将其编号为A、B.向A、B试管中分别加入1g铁粉,0.6g活性炭粉末,2ml水.再向A试管中加入0.5g氯化钠,向B试管中加
入0.8g氯化钠.在空气湿度为70%的环境下,分别测定A、B试管中上升相同温度所需要的时间.若上升相同温度所需要的时间不同,则说明氯化钠的质量影响暖手宝放热的速率.
故答案为:(1)铁粉;
(2)水蒸气;
(3)作催化剂;
(4)Fe+CuCl2═Cu+FeCl2;
【交流与讨论】影响因素:氯化钠的质量.
实验方案及结论:取两支试管,将其编号为A、B.向A、B试管中分别加入1g铁粉,0.6g活性炭粉末,2ml水.再向A试管中加入0.5g氯化钠,向B试管中加
入0.8g氯化钠.在空气湿度为70%的环境下,分别测定A、B试管中上升相同温度所需要的时间.若上升相同温度所需要的时间不同,则说明氯化钠的质量影响暖手宝放热的速率.

点评 解答本题要充分理解表中数据的含义,并且能够根据这些数据的差异方面进行科学地分析、判断,从而得出正确的结论.

练习册系列答案
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9.某化学课堂围绕“酸碱中和反应”,将学生分成若干小组,在老师引导下开展探究活动.以下是教学片段,请你参与学习并帮助填写空格.
【演示实验】将一定量的稀H2SO4加入到盛有NaOH溶液的小烧杯中.
【提出问题】实验中未观察到明显现象,部分同学产生了疑问:反应后溶液中溶质是什么呢?
【假设猜想】针对疑问,大家纷纷提出猜想.甲组同学的猜想如下:
猜想一:只有Na2SO4猜想二:有Na2SO4和H2SO4
猜想三:有Na2SO4和NaOH 猜想四:有Na2O4、H2SO4和NaOH
乙组同学对以上猜想提出质疑.认为有一种猜想是不合理的.
(1)不合理的猜想是猜想四.
【实验探究】
(2)丙组同学取烧杯中的溶液少量于试管中,滴加几滴CuSO4溶液,无明显变化,溶液中一定没有氢氧化钠
(3)为了验证其余猜想,各学习小组利用烧杯中的溶液,并选用老师提供的pH试纸、铜片、BaCl2溶液、Na2CO3溶液,进行如下三个方案的探究.
实验方案测溶液pH滴加Na2CO3溶液滴加BaCl2溶液



实验操作
实验现象试纸变色,对比比色卡,pH<7有气泡产生产生白色沉淀
实验结论溶液中有H2SO4溶液中有H2SO4溶液中有H2SO4
【得出结论】通过探究,全班同学一致确定猜想二是正确的.
【评价反思】老师对同学们能用多种方法进行探究,并且得出正确结论给予肯定.同时指出【实验探究】中存在两处明显错误,请大家反思.
(4)同学们经过反思发现了这两处错误:
①实验操作中的错误是pH试纸浸入溶液中.
②实验方案中也有一个是错误的,错误的原因是BaCl2与Na2SO4反应也会生成白色沉淀,不能证明一定有H2SO4存在.

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