1.某興趣小組的同學對鐵以及含鐵物質(zhì)的相關(guān)現(xiàn)象產(chǎn)生了興趣,并進行了一系列探究活動。
【探究一】鐵絲燃燒是否需要純氧
【實驗內(nèi)容】取長短相同直徑為0.38mm的鐵絲,分別在O
2含量不同的情況下實驗。
【實驗現(xiàn)象】
氧氣含量 |
90% |
70% |
60% |
55% |
實驗現(xiàn)象 |
燃燒劇烈,燃燒時間長,效果好 |
燃燒比90%弱,燃燒時間短,實驗成功 |
燃燒比70%弱,燃燒時間更短,實驗成功 |
難以燃燒,只是發(fā)熱 |
在做鐵絲在氧氣中燃燒的實驗時,為了使現(xiàn)象更清楚,最好用
(填“排空氣法”或“排水法”)收集氧氣,理由是
。
【實驗結(jié)論】就0.38mm鐵絲而言,燃燒所需氧氣的最低體積分數(shù)在
范圍。
【探究二】對含有鐵粉的“暖寶寶”進行探究,并判斷是否能利用發(fā)熱原理測定空氣中氧氣的體積分數(shù)。
【查閱資料】①鐵粉是黑色; ②鐵能與稀鹽酸發(fā)生反應產(chǎn)生氫氣。
同學們在實驗室打開一片暖寶寶,取出其中黑色粉末做了下面的實驗。
Ⅰ.黑色粉末成分的探究
操作 |
現(xiàn)象 |
結(jié)論 |
取暖寶寶中的黑色粉末于試管中,加入足量的稀鹽酸。 |
|
黑色粉末中有鐵粉 |
反應結(jié)束之后,發(fā)現(xiàn)仍有黑色固體殘留,經(jīng)過過濾、洗滌、干燥,獲得黑色粉末。 取樣,通入氧氣點燃,產(chǎn)物通入澄清石灰水 |
澄清石灰水變渾濁 |
黑色粉末中還有活性炭粉 |
Ⅱ.探究“暖寶寶”反應原理與鐵的生銹本質(zhì)是否一致
按圖1(夾持儀器已略去)采用氧氣、溫度、濕度傳感器收集數(shù)據(jù),將拆除包裝的暖寶寶倒入三頸燒瓶中密封裝置,開始收集數(shù)據(jù),觀察曲線變化(如圖2中圖A、B、C)。
?
從收集到的圖像看暖寶寶發(fā)熱是因為顆粒微小的鐵粉與
和
等物質(zhì)發(fā)生反應,并
熱量(填“吸收”或“放出”),這一反應與鐵生銹原理一致。
Ⅲ.【實驗拓展】利用上述原理,同學們設(shè)計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量,實驗開始前的裝置如圖3所示,量筒中水的讀數(shù)為100mL。
(1)冷卻一段時間之后,打開彈簧夾,水從量筒中流入集氣瓶(容積為250mL),最后量筒內(nèi)水為63mL(鐵粉生銹消耗水的體積忽略不計),通過計算本實驗數(shù)據(jù)測得空氣中氧氣的體積分數(shù)為
(結(jié)果精確到0.1%)。
(2)上述結(jié)果與理論值相比,引起誤差的原因可能是
。(填字母序號)
A.裝置漏氣
B.暖寶寶貼的使用數(shù)量不足
C.溫度計的讀數(shù)未恢復至室溫就記錄量筒內(nèi)剩余水的體積
D.彈簧夾未夾緊
E.最后讀取量筒中水的體積是俯視讀數(shù)