食品包装袋中常用脱氧剂.某化学兴趣小组将脱氧剂封口打开,将其倒在滤纸上,观察到脱氧剂大部分为黑色粉末,其中还夹杂着少量红色和白色粉末.
【提出问题】该脱氧剂中的黑色、红色粉末各是什么?
【收集资料】
a.铁系脱氧剂是以铁粉为主,活性炭及少量氯化钠等为辅的化学成分,使用一段时间后,铁粉与空气接触而生锈;
b.正常条件下,氯化钠与铁粉不反应,它能加速铁粉吸氧.
【作出猜想】
①黑色粉末可能是氧化铜,红色粉末可能是铜;
②黑色粉末可能是铁粉,红色粉末可能是氧化铁;
小莉认为猜想①不正确,理由是 .
【进行实验】
实验编号 | 实验操作 | 实验现象 |
① | 取脱氧剂粉末加入足量稀硫酸 | 粉末几乎全部溶解,只有少量黑色粉末未溶解,有气泡产生,溶液变成黄色 |
② | 取实验①的残渣灼烧,将内壁有澄清石灰水的小烧杯罩在上方 | 澄清石灰水变浑浊 |
【得出结论】
(1)由实验①②可知,脱氧剂中黑色粉末肯定含 .
(2)脱氧剂中的红色粉末是 ,写出试验①中相应的化学方程式 .
【拓展延伸】
小明认为铁生锈时会消耗氧气,因此可用此脱氧剂(实验时可滴入几滴水)测定空气中氧气的含量,装置如图所示.集气瓶的实际容积是150mL,量筒内盛100mL的水.当量筒内水面不再变化,且温度恢复至室温时,读出水面在73mL刻度处.由上述实验数据可以算出,空气中氧气的体积分数是 .本实验的测量结果与理论值不一致,原因可能是


【考点】实验探究物质的组成成分以及含量;常见气体的检验与除杂方法;金属的化学性质;酸的化学性质;书写化学方程式、 .
【分析】【作出猜想】
化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类、总个数不变;
【进行实验】
铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,硫酸铁溶液是黄色溶液,活性炭不能和稀硫酸反应;
灼烧活性炭时,生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;
【得出结论】
氧化铁是红色粉末;
【拓展延伸】
集气瓶中的氧气消耗后,在外界大气压作用下,量筒中的水进入集气瓶,进入集气瓶中的水的体积即为集气瓶中空气中含有的氧气体积.
【解答】解:【作出猜想】
猜想①不正确的原因是:脱氧剂成分中没有含铜元素的物质.
故填:脱氧剂成分中没有含铜元素的物质.
【得出结论】
(1)由实验①、②可知,脱氧剂中含有铁、活性炭和氧化铁,黑色粉末是铁和活性炭.
故填:铁和活性炭.
(2)脱氧剂中的红色粉末是氧化铁;
试验①中,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O.
故填:氧化铁;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O.
【拓展延伸】
由上述实验数据可以算出,空气中氧气的体积分数是:
×100%=18%;
如果脱氧剂不足,会导致集气瓶中的氧气不能完全反应,从而导致计算的氧气含量偏低;
如果装置漏气,集气瓶中的空气会进入集气瓶,从而导致计算的氧气含量偏低.
故填:脱氧剂不足,装置漏气.
【点评】实验现象是物质之间相互作用的外在表现,因此要学会设计实验、观察实验、分析实验,为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础.