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/mL | 80.0 | 54.5 | 126.0 |
（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．
| A． | 氮气 | B． | 氧气 | C． | 稀有气体 | D． | 二氧化碳 |
| A． | 氧气和臭氧的分子构成不同，所以它们的化学性质不同 | |
| B． | 化合物是由不同种元素组成的纯净物，所以由不同种元素组成的物质一定是化合物 | |
| C． | 水通电能生成氢气和氧气，是因为水分子中含有氢分子和氧分子 | |
| D． | 分子、原子都是不显电性的粒子，但不显电性的粒子不一定是分子或原子 |
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：
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．