题目内容

12．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．遇空气发生反应的表达式是：
Fe+O2+H2O→Fe（OH）2，该过程放热．
【进行实验】
验证“暖宝宝”中含有铁粉．甲同学打开一袋“暖宝宝”，将其中粉末倒入烧杯中，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，这是因为铁粉与空气接触面积很大．
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，该反应的符号表达式为3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．

【实验回顾】
图1是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置．
实验原理：由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内气压减小，量筒中水倒吸到集气瓶．若装置的气密性良好，操作规范，可以根据量筒中测出进入瓶中的水的体积，粗略测得空气中氧气的含量．                  
【问题提出】
有实验资料表明：燃烧过程中当氧气体积分数低于7% 时，红磷就无法继续燃烧，因此通过上述实验，测置结果与理论值误差较大．
【实验改进1】
图2是铁在空气中反应的实验装置（该装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁在氧气中反应的速度）．兴趣小组的同学利用该装置，再次测定空气中氧气含量．
测得实验数据见下表：
测量项目实验前实验后
烧杯中水的体积烧杯中剩余水的体积氧气瓶（扣除内容物）和导管的容积
体积/mL80.054.5126.0
【表达与交流】
（1）根据表内数据计算，实验改进后测得的空气中氧气的体积分数是20.2%（计算结果精确到0.1%）．
（2）从实验原理角度分析，改进后的实验结果比前者准确度更髙的原因是改进后的反应使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确；
【反思评价】该改进装置存在不足会影响实验结果，原因是①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确．②测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确．
【实验改进2】
丁同学设想用图1装置，换用“暖宝宝”中的物质代替红磷将其燃烧，进行氧气含量的测定，你认为是否可行，并说明理由不可行，“暖宝宝”中的活性炭燃烧消耗氧气的同时，生成了二氧化碳气体，从而影响了实验结果．

分析 【现象与讨论】
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．
【实验回顾】
由于红磷燃烧消耗空气中的氧气，使瓶内压强减小，烧杯中水倒吸到集气瓶解答；
【交流与表达】根据铁生锈的知识进行分析解答即可；
【反思评价】测定空气中氧气含量的装置要密封；
【实验改进2】碳燃烧消耗氧气的同时，生成了二氧化碳气体．

解答 解：【现象与讨论】
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$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4
【实验回顾】
红磷燃烧消耗氧气，使瓶内的气压变小，水倒吸，故填：气压；
【表达与交流】
（1）根据反应前后烧杯内水的体积变化可以看出，消耗的氧气的体积是：80-54.5=25.5mL，故氧气的体积分数为：$\frac{25.5mL}{126mL}$×100%=20.2%，故填：20.2%；
（2）使用铁的缓慢氧化消耗氧气，使氧气消耗的更为彻底，实验结果更准确，测量时考虑导管容积和扣除内容物后的集气瓶的体积，使实验结果更为准确，
【反思评价】改进装置没有用弹簧夹夹住橡皮管，瓶中反应放热会使气体从导管中逸出；
【实验改进2】“暖宝宝”中的活性炭燃烧消耗氧气的同时，生成了二氧化碳气体，从而影响了实验结果．
故答案为：【现象与讨论】①铁粉与空气接触面积很大；②3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4
【实验回顾】气压；
【表达与交流】
（1）20.2%；
（2）①铁的缓慢氧化使集气瓶中的氧气消耗更彻底，使实验结果更准确．②测量时考虑到导管容积和扣除内容物后的集气瓶容积，使实验结果更准确；
【反思评价】没有用弹簧夹夹住橡皮管，瓶中反应放热会使气体从导管中逸出；
【实验改进2】不可行，“暖宝宝”中的活性炭燃烧消耗氧气的同时，生成了二氧化碳气体，从而影响了实验结果．

点评 本题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．

练习册系列答案
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20．水是宝贵的自然资源，水与我们生活息息相关．请回答以下有关问题：
（1）有些村庄打深井取用地下水，地下水是硬水或软水，可用肥皂水（填
物质名称）检验．饮用硬水对人体健康是不利的，生活中常用煮沸方法将硬水转化为软水．
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A．不得呈现异色；  B．不得有异味；  C．澄清透明；  D．不得含有细菌和病毒．
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可以使水质达到上述四项指标中的“A、B”两项指标．
?简易净水器净化过的水还可能含有细菌和病毒等，不能直接饮用．
可以采取通入氯气等对水进行消毒杀菌（填净化水的方法）．
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A、生活污水、工业污水直接排放    B、大量使用化肥、农药和含磷洗衣粉
C、设法提高工业用水重复利用率    D、沿海缺淡水地区，大力开发地下水．
7．某同学写了以下都存在错误的化学方程式：
A、Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$MgO2
B、KClO3$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$KCl+O2↑
C、2H2O2═H2O+O2↑
D、2H2↑+O2↑═2H2O
E、4Fe+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2Fe2O3
（1）化学式写错的是AE；
（2）未配平的是BC；
（3）“↑”使用不当的是D；
（4）未注明反应条件的是BD．
17．某元素的原子结构示意图，利用该元素组成的单质可测定空气中氧气的含量，实验装置如图2所示．
（1）图2所示装置中发生反应的化学符号表达式为4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5，该反应的基本反应类型为化合反应．
（2）实验过程中若装置气密性良好，但最终测得结果偏小，可能的原因是红磷的量不足（或未等到装置冷却就打开止水夹）（填一个即可）．
（3）镁在空气中燃烧的化学符号表达式为2Mg+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2MgO，已知镁条除了和氧气反应，还可以和氮气、二氧化碳发生反应．镁和氮气反应的表达式为：Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2，该反应中氮元素的化合价由0价变为-3价；镁和二氧化碳反应的表达式为：Mg+CO2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$MgO+C，以上两个反应说明了：可燃物的燃烧不一定（填“一定”或“不一定”）需要氧气助燃．仓库内的镁条着火，否（填“能”或“否”）用二氧化碳灭火．图2中的实验，若将燃烧匙中的药品换成镁粉，实验结束后，测量得到的结果偏大（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
4．水是生命之源，政府为了解决我市人民用水难的问题，于2013年末举行了毗河供水二期工程开工动员誓师大会．
（1）河水中含有许多杂质，可利用吸附、沉淀、过滤和蒸馏等方法净化，其中净化程度最高的方法是蒸馏．
（2）净水过程中常用漂白粉来杀菌消毒，漂白粉的有效成分是次氯酸钙，其化学式为Ca（ClO）2，次氯酸钙中氯元素的化合价为+1价．
（3）硬水给生活和生产带来很多麻烦，生活中常用肥皂水来区分硬水和软水．
（4）“中水”是城市污水处理设施深度净化处理后的水，因为水质介于自来水（上水）与排入管道的污染水（下水）之间，故名为“中水”．下列关于中水的说法中不正确的是C．
A．“中水”不能做为饮用水
B．利用中水有利于节约水资源
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（1）用化学符号表示：B物质是MnO2
（1）写出反应①的化学符号表达式2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，B在反应中起催化作用．
2．判断下列物质能否反应，若能，请完成方程式，若不能，请写明原因．
（1）CaCO3+NaOH---不能，碳酸钙不溶于水
（2）Mg（OH）2+H2SO4---能，Mg（OH）2+H2SO4=MgSO4+2H2O
（3）KNO3+Ca（OH）2---不能，不能生成沉淀，水或气体
（4）Ag2CO3+HCl---能，Ag2CO3+2HCl=2AgCl↓+H2O+CO2↑
（5）（NH4）2SO4+BaCl2---能，（NH4）2SO4+BaCl2=2NH4Cl+BaSO4↓
（6）BaSO4+HNO3---不能，不能生成沉淀，水或气体．

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