Question

5．暖宝宝（如图1所示）是一种防寒用品，某小组探究暖宝宝中的主要成分有哪些？

【提出问题】暖宝宝中的主要成分是什么？
【初步实验】剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色．用磁铁吸引，黑色粉末部分被吸引
【查阅资料】
1、常见黑色粉末是炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化   铜、四氧化三铁
2、四氧化三铁具有磁性，能被磁铁吸引
【提出猜想】黑色粉末中可能含有铁粉、四氧化三铁粉末或两者都有
【进行实验】取黑色粉末放入燃烧匙中点燃，伸入盛有氧气的集气瓶中（瓶底放入少量澄清石灰水），在瓶内剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体；实验后，盖上玻璃片振荡集气瓶，发现变浑浊．
【得出结论】该黑色粉末一定含有铁粉和碳粉．写出铁粉燃烧的文字表达式铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
【实验反思】此实验中澄清石灰水除了用于证明二氧化碳是否存在间接确定黑色粉末是否含有炭粉外，还具有的作用是防止铁粉反应后的熔化物溅落瓶底使集气瓶底炸裂．
【实验延伸】查阅资料暖宝宝中除了上述物质外，还有蛭石、氯化钠和少量水，发热原理是利用铁生锈：铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁．粉末中氯化钠、活性炭会加速生锈．利用暖宝宝证明空气中氧气含量，装置如图2：

测定 项目	实验前	实验后
	烧杯中水的体积	烧杯中剩余水的体积	集气瓶（扣除内容物）的体积
体积/mL	80	42	200

（1）则空气中氧气含量为19%
（2）上述装置中会有少量水残留在导管中造成实验误差，请你用以下实验用品对上述实验加以改进．（量筒、大烧杯、玻璃棒、水、暖宝宝），在图3框中画出实验装置示意图即可．

Answer 1

分析 【进行实验】考虑铁粉在氧气中燃烧的现象，从而证明了铁粉的存在．考虑二氧化碳的鉴别方法．
【得出结论】铁粉燃烧生成四氧化三铁；
【实验反思】根据铁丝燃烧现象分析；
【实验延伸】根据实验数据分析，改用量筒进行实验．

解答 解：【进行实验】取适量黑色粉末于燃烧匙中，在酒精灯上点燃后伸入盛有氧气的集气瓶中，观察到剧烈燃烧、火星四射、放出大量热、生成黑色固体的现象，从而证明了铁粉的存在．在反应后的集气瓶中加入澄清的石灰水振荡，因为二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，故观察到石灰水变浑浊，说明粉末中一定含有碳粉；
【得出结论】铁与氧气反应的文字表达式：铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁．
【实验反思】在反应后的集气瓶中加入澄清的石灰水振荡，因为二氧化碳使澄清石灰水变浑浊，故观察到石灰水变浑浊，说明粉末中一定含有碳粉；同时防止铁粉反应后的熔化物溅落瓶底使集气瓶底炸裂．
【实验延伸】空气中氧气含量为$\frac{80mL-42mL}{200mL}$×100%=19%；
由于上述装置中会有少量水残留在导管中造成实验误差，可以去掉导管，改用量筒进行实验，如图
故答案为：【进行实验】生成黑色固体； 变浑浊
【得出结论】铁+氧气$\stackrel{点燃}{→}$四氧化三铁；
【实验反思】防止铁粉反应后的熔化物溅落瓶底使集气瓶底炸裂；
【实验延伸】19；．

点评 该题为综合实验题，考查的知识点较多，氧气的性质，装置气密性的检验等，关键是熟记相关知识点．语言表述要简练准确．掌握铁的化学性质，空气中氧气含量的测定．