Question

16．糕点包装袋中常见的保鲜剂组成为还原性铁粉、氯化钠、炭粉等．某化学兴趣小组为了探究铁粉的作用，设计了如下实验：
【实验装置】
【步骤及现象】
①连接好实验装置，并检查装置气密性．
②按图装好药品M，经过一段时间（各组实验时间相等）后观察现象．
实验现象如下：

实验	M成分	实验现象
Ⅰ	干燥的铁粉、炭粉和氯化钠的混合物	U型管左、右两端液面相平
Ⅱ	用氯化钠的溶液浸泡的铁粉、炭粉	U型管左端液面明显高于右端
Ⅲ	用水浸泡的铁粉和炭粉	U型管左、右两端液面基本相平
Ⅳ	用氯化钠溶液浸泡的铁粉	U型管左端液面略高于右端

（1）实验Ⅰ中U型管左、右两端液面相平，水明锥形瓶内气压等于（填“大于”、“小于”或“等于”）外界大气压．
（2）实验Ⅱ说明锥形瓶内的气体分子数减少了（填“增多了”、“减少了”或“未改变”），可能的原因是铁粉消耗了锥形瓶中的氧气．其他条件不变，放置一段时间后，实验Ⅱ中U型管两端的液面能否恢复至原来的相平状态？否（填“能”或“否”）
（3）一段时间后，取出锥形瓶中物质，发现实验Ⅱ中铁粉表面有红褐色物质，其他实验中M固体变化不明显，经进一步分析，该红色物质是Fe₂O₃•nH₂O．生成该物质的化学方程式为4Fe+3O₂+2nH₂O=2Fe₂O₃•nH₂O．
（4）由实验可得出还原性铁粉在食品袋中的作用是除去氧气和水．
【交流与反思】
（5）①有同学根据上述实验探究受到启发：他认为可以用生石灰替代上述保鲜剂，你是否同意他的观点并简述理由：不同意，生石灰只能吸收水蒸气，不能除去食品袋中的氧气，食品会被氧化变质．
②你认为本实验成功的关键是装置气密性良好．

Answer 1

分析 本题能使同学们体会到实验探究的一般过程，通过实验分析可知：实验Ⅰ中U型管左、右两端液面相平，水明锥形瓶内气压等于外界大气压；实验Ⅱ现象是：U型管左端液面明显高于右端，说明锥形瓶内的气体分子数减少了，可能的原因是铁粉消耗了锥形瓶中的氧气，压强减小；其他条件不变，放置一段时间后，实验Ⅱ中U型管两端的液面不能恢复至原来的相平状态；由题意可知：铁粉和氧气和水蒸气反应生产了氧化铁的结晶水合物，配平即可；由实验可得出还原性铁粉在食品袋中的作用是：除去氧气和水；有同学根据上述实验探究受到启发：他认为可以用生石灰替代上述保鲜剂，我不同意他的观点，因为生石灰只能吸收水蒸气，不能除去食品袋中的氧气，食品会被氧化变质；本实验成功的关键是：装置气密性良好．

解答 解：（1）通过实验分析可知：实验Ⅰ中U型管左、右两端液面相平，水明锥形瓶内气压等于外界大气压；故答案为：等于；
（2）实验Ⅱ现象是：U型管左端液面明显高于右端，说明锥形瓶内的气体分子数减少了，可能的原因是铁粉消耗了锥形瓶中的氧气，压强减小；其他条件不变，放置一段时间后，实验Ⅱ中U型管两端的液面不能恢复至原来的相平状态；故答案为：减少了；铁粉消耗了锥形瓶中的氧气；否；
（3）由题意可知：铁粉和氧气和水蒸气反应生产了氧化铁的结晶水合物，配平即可；故答案为：4Fe+3O₂+2nH₂O=2Fe₂O₃•nH₂O；
（4）由实验可得出还原性铁粉在食品袋中的作用是：除去氧气和水；故答案为：除去氧气和水；
（5）有同学根据上述实验探究受到启发：他认为可以用生石灰替代上述保鲜剂，我不同意他的观点，因为生石灰只能吸收水蒸气，不能除去食品袋中的氧气，食品会被氧化变质；本实验成功的关键是：装置气密性良好；故答案为：①不同意，生石灰只能吸收水蒸气，不能除去食品袋中的氧气，食品会被氧化变质；②装置气密性良好；

点评 本考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．