Question

7．冬季取暖人们常用到暖宝宝（图3），其热量来源于铁的缓慢氧化．化学小组的同学突发奇想，想利用暖宝宝测定空气中氧气的含量．
查阅资料：（1）暖宝宝的主要成分铁粉、木炭、食盐．
（2）暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作
用生成氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe+3O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃．
设计实验：化学小组的同学设计了图1所示装置．实验步骤如下：

①检查装置气密性
②向250mL集气瓶中加入20mL水
③读取温度计示数为18°C，撕掉暖宝宝上的贴纸，塞紧橡胶塞．
④观察温度计示数的变化
⑤待温度计示数为18°C时，打开止水夹．
回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是连接好装置，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，观察水中导管口有没有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置不漏气．
（2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是铁粉生锈提供水分．
（3）实验结果如图2所示，则小组同学得出的结论是氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$．
实验反思：反思实验过程，你认为小组同学实验产生误差的可能原因有发热剂没有完全生锈（写出一条即可）．你证明这确实是造成误差原因的方案是向发热剂中加入盐酸，如果有气泡生成，则说明有铁粉．

Answer 1

分析 根据反应原理写出反应的化学方程式解答；
（1）根据检查装置气密性的方法进行分析解答；
（2）根据集气瓶内水的作用是为铁丝生锈提供水分解答；
（3）根据氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$解答；
根据保证本实验成功的关键是：①装置气密性好；②铁粉要足量；③要冷却至室温再读数等，结合红磷测定氧气的原理分析即可．

解答 解：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+6H₂O═4Fe（OH）₃
（1）检查置气密性的方法是：连接好装置，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，观察水中导管口有没有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置不漏气．
（2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是为铁粉生锈提供水分；
（3）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：100mL-60mL=40mL，故氧气的体积分数为：$\frac{40ml}{250mL-20mL}×$100%，即氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
实验反思：反思实验过程，你认为小组同学实验产生误差的可能原因有装置漏气，会使进入的水偏少，测定的结果偏小；发热剂没有完全生锈，没有将氧气耗尽；向发热剂中加入盐酸，如果有气泡生成，则说明有铁粉．
答案：4Fe+3O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃；
（1）连接好装置，把导管的一端放入水中，用手紧握试管，观察水中导管口有没有气泡冒出，如果有气泡冒出，说明装置不漏气．
（2）铁粉生锈提供水分；
（3）氧气约占空气体积的$\frac{1}{5}$；
发热剂没有完全生锈；向发热剂中加入盐酸，如果有气泡生成，则说明有铁粉．

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．