下图是“XX牌贴身暖宝宝”使用说明书,小王等同学阅读了使用说明

下图是“XX牌贴身暖宝宝使用说明书,小王等同学阅读了使用说明后,对它的成分和发热原理产生了兴趣,和同学们一起进行了实验探究。

 


1)【初步探究成分及发热原理】

【提出问题】暖宝宝为什么能发热?

【做出猜想】暖宝宝发出的热量主要来自铁粉氧化(即生锈)的过程。

【设计实验】

实验操作

实验现象

解释或结论

步骤1

AB两袋暖宝宝,将A袋按使用说明打开外袋取出内袋;而B袋不打开外袋。并将两袋样品放置在同样的环境中。

A袋的暖宝宝温度很快上升;B袋温度     

暖宝宝发热是由于袋内物质与 接触。

步骤2

24小时后,分别剪开AB两袋,各取少量袋内物质于两支试管中,分别加入适量稀盐酸。

A袋内物质部分溶解,产生黄色溶液;B袋内物质    

用化学方程式表示产生黄色溶液的反应

                    

【得出结论】暖宝宝发出的热量主要来自铁粉发生氧化(生锈)的过程。

【继续探究】小王和同学们想继续探究暖宝宝发热后,剩余物质中是否还含有活性炭,他们取适量A袋内物质于烧杯内,加入过量      ,充分反应后过滤,洗涤、干燥滤渣。

为进一步验证黑色滤渣的成分,小王和小李同学分别设计了甲、乙两个如图所示的装置,点燃滤渣,用澄清石灰水验证产物,你认为      图的装置结论更可靠,理由是    ▲ 

同学们分析铁生锈是一个缓慢氧化的过程,从原料角度分析暖宝宝放热现象之所以很明显是因为:

铁呈粉末状,活性炭有吸附性,促使铁能与氧气、水等反应更快;            

2)【测定暖宝宝中的含铁量】

取一片包装完好的暖宝宝,剪开包装,利用袋内物质立即进行实验。

实验方法】 取样品m g,利用如图丙所示装置与药品,测反应后生成气体的体积。

【实验步骤】连接仪器,      

将实验所用药品装入各仪器中,记录量气管初始刻度;

打开分液漏斗活塞,加入足量稀硫酸至不再有气泡冒出。在实验过程中,若烧瓶和量气管内气体压强过大,可将水准管     (填上提下移);

等恢复至室温,并               后,再次记录量气管刻度。

【数据处理】

若实验条件下,氢气的密度为d g/mL,测得氢气体积为v mL。则该“暖宝宝”中铁粉的质量分数的表达式为                。(用含dvm的字母表示)

【交流讨论】利用丙装置,即使操作无失误,测量结果仍会偏大,原因是         

小王重新设计了一个如图丁的实验装置,利用该装置实验时,在气密性良好的前提下,如果往锥形瓶中注入的稀硫酸体积为V1 mL,充分反应后,右侧针筒中气体变化的读数为V2 mL,则反应生成的氢气的体积为              mL

3)【测定暖宝宝中的氧化铁的含量】

小李取了一片外袋已有部分破损暖宝宝,剪开包装,取10g袋内物质立即进行实验。

【查阅资料】① 2Fe(OH)3 ==== Fe2O3 + 3H2O     ② Fe + 2 FeCl3 = 3 FeCl2

HClFeCl3的混合溶液中Fe先与FeCl3反应

【实验记录】

【实验结论】写出产生气体的化学方程式            

经该实验测定,该片已有破损的暖宝宝中的氧化铁的含量为    ▲   。(写出计算过程,3分)                               

答案

1无明显变化    O2 (或空气)部分溶解有气泡产生浅绿色溶液

          稀盐酸或稀硫酸       乙方案酒精燃烧生成的CO2会干扰实验  

      氯化钠能加快铁生锈

2)检查装置气密性   下移   调节量气管与水准管两边液面相平

        ×100%     滴入烧瓶内的稀硫酸占一定体积      V2—V1

3     16%

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