题目内容

【题目】某化学兴趣小组对“暖宝宝”的成分进行探究,并利用其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,遇空气发生反应的化学方程式是:4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3,该过程放热。

(实验1)验证“暖宝宝”中含有铁粉。

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;再将吸出的黑色粉末撒在了酒精灯火焰上,意外地发现粉末燃烧,火星四射。

证明“暖宝宝”中确实含有铁粉

(现象与讨论)

铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉在空气(酒精灯火焰)中能燃烧,这是因为_____。

(实验2)测定空气中氧气的体积分数。

小组同学设计了实验(装置如下图所示):

实验步骤:

①如左图所示连接好装置,然后_______,观察到_____,说明装置的气密性良好

②在容积为VmL(盖好塞子后测得)的集气瓶内,先加入45mL水,再用线吊着足量的“暖宝宝”贴(其体积不计),迅速把塞子塞紧,并振荡并静置一段时间后(保证瓶内氧气能完全消耗完),待_____松开弹簧夹,水进入集气瓶内。

(结果处理)

实验过程中,还需要测定的数据有:量筒中水面开始前的读数V1mL、结束后的读数V2mL。该实验中,测定出的空气中氧气的体积分数的表达式为_______。

【答案】铁粉颗粒小,与空气的接触面积更大 用手紧握(或用热毛巾包住)集气瓶外壁 导管口有气泡冒出 集气瓶恢复到室温 ×100%

【解析】

[现象与讨论]铁丝在空气中不能燃烧,铁粉在空气中能燃烧,这是因为铁粉和空气的接触面积比铁丝和空气的接触面积大;

[实验2] ①如左图所示连接好装置,然后用手紧握(或用热毛巾包住)集气瓶外壁,观察到导管口有气泡冒出,说明装置的气密性良好;

②在容积为VmL(盖好塞子后测得)的集气瓶内,先加入45mL水,再用线吊着足量的“暖宝宝”贴(其体积不计),迅速把塞子塞紧,并振荡并静置一段时间后(保证瓶内氧气能完全消耗完),待集气瓶恢复到室温松开弹簧夹,水进入集气瓶内;

[结果处理]分析实验数据可得,测定出的空气中氧气的体积分数的表达式为100%。

练习册系列答案
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【题目】学习化学离不开实验:

一.根据下列装置图,回答问题:

(1)写出下列仪器名称:b_____。

(2)实验室若用A装置制取氧气,反应的化学方程式为_______;若收集的氧气用于验证蜡烛燃烧产物的实验,最好选用收集装置为_____(从A~E中选);

(3)实验室制取二氧化碳时,用C装置代替B装置在操作方面的优点是______

(4)若要分离CO2和CO的混合气体,可将气体通过如图2装置(液体药品均足量),操作步骤如下:

①关闭活塞___,打开活塞________(填a或b),通入混合气体,可收集到____气体。

②然后_________(填操作),又可收集到另一种气体。

(5)已知:实验室可以用加热氯化铵和氢氧化钙的混合物制取氨气。氨气的密度比空气的小,有毒,极易溶于水,溶于水后形成氨水。某同学用如图F装置来收集氨气,气体从_____端进(选“c”或“d”)。为防止环境污染,另一端接如图3所示的装置(盛放的液体均为水),其中可用于吸收多余氨气的装置是_____。

二.某学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。

查阅资料:①氮气不与碳、氧化铁发生反应②澄清石灰水是氢氧化钙的水溶液③氢氧化钡溶于水的能力远大于氢氧化钙④碳粉与氧化铁反应后的固体产物只有铁单质。

(1)提出假设

①该反应的气体产物是CO2。 ②该反应的气体产物是CO。 ③该反应的气体产物是___________。

设计方案

如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

(2)实验步骤

①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;

②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;

③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;

④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;

⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。

(3)步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为_________和________

(4)数据处理

试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式__________

(5)实验优化

学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。

①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由除了生成的沉淀大使得称量时误差小之外还有__________。

②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善____________。

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