Question

【題目】“暖寶寶”能在12小時(shí)內(nèi)持續(xù)不斷地釋放熱量，是畏寒者的理想保健用品。小紅剪開(kāi)一片密封完好的“暖寶寶”內(nèi)包裝并倒出其中的發(fā)熱料，大致觀(guān)察呈黑色粉末狀；用磁鐵靠近該粉末，發(fā)現(xiàn)有部分物質(zhì)被吸引。她和同學(xué)們一起進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)探究。

（大膽猜想）黑色粉末可能是______________________。

（實(shí)驗(yàn)一）(1)取少量黑色粉末于試管中，向其中加入足量稀鹽酸并振蕩，部分固體溶解并伴隨氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色。其化學(xué)方程式_______________________。

(2)取(1)中未溶解固體灼燒，然后將內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩在其上方，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁。其化學(xué)方程式為___________________。

(3)另取少量黑色粉末加水充分溶解、過(guò)濾，取所得濾液于試管中，滴加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀。其可能化學(xué)方程式為___________________。

（得出結(jié)論）在“暖寶寶”發(fā)熱料中一定含有_______________________。

（實(shí)驗(yàn)二）測(cè)定發(fā)熱料中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

（設(shè)計(jì)方案）下圖是小組同學(xué)設(shè)計(jì)的兩套實(shí)驗(yàn)裝置，你認(rèn)為更方便的是______________。

（實(shí)驗(yàn)方法）取“暖寶寶”袋內(nèi)發(fā)熱料wg，使之與稀硫酸充分反應(yīng)，測(cè)生成氣體體積。

（實(shí)驗(yàn)操作）①連接儀器，_________________________。

②將發(fā)熱料和稀硫酸分別加入到燒瓶、分液漏斗中，記錄量氣管初始刻度。

③打開(kāi)分液漏斗活塞，加入足量稀硫酸至不再有氣泡冒出為止。

④等恢復(fù)至室溫狀態(tài)下，再次記錄量氣管液面的最后刻度。

（數(shù)據(jù)處理）若當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件下，氫氣密度為dg.mL-1，體積為vmL。則該“暖寶寶”發(fā)熱料中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_____________________。

（誤差分析）實(shí)驗(yàn)測(cè)得氣體體積____________（填“合理”、“偏小”或“偏大”）。

（發(fā)熱原理）“暖寶寶”所發(fā)出的熱量主要還是來(lái)自于鐵粉發(fā)生氧化（生銹）的過(guò)程，其反應(yīng)化學(xué)方程式為：4Fe+3O2+6 ______=4Fe(OH)3 ，2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O。

Answer 1

【答案】Fe、C Fe+2HCl=FeCl2+H2 C+O2CO2、 CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3 Fe、 C、NaCl B 檢查裝置氣密性 偏小 H2O

【解析】

大膽猜想：

用磁鐵靠近該粉末，發(fā)現(xiàn)有部分物質(zhì)被吸引，說(shuō)明黑色粉末中含有鐵，因此黑色粉末可能是鐵和碳（Fe、C）；

實(shí)驗(yàn)一：

（1）取少量黑色粉末于試管中，向其中加入足量稀鹽酸并振蕩，部分固體溶解并伴隨氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色，是因?yàn)殍F和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，其化學(xué)方程式為：Fe+2HCl=FeCl2+H2；

（2）�。�1）中未溶解固體灼燒，然后將內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯置在其上方，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，是因?yàn)樘既紵�生成了二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，化學(xué)方程式分別為：C+O2CO2、CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O；

（3）另取少量黑色粉末加水充分溶解、過(guò)濾，取所得濾液于試管中，滴加硝酸銀溶液產(chǎn)生白色沉淀，可能是黑色粉末中含有氯化鈉，氯化鈉和硝酸銀反應(yīng)生成了氯化銀和硝酸鈉，其可能化學(xué)方程式為：NaCl+AgNO3=AgCl+NaNO3；

得出結(jié)論：在“暖寶寶”發(fā)熱料中一定含有Fe、 C、NaCl；

設(shè)計(jì)方案：

B裝置中的橡膠管連接蒸餾瓶和分液漏斗，保證壓強(qiáng)相等，有利于液體留下，避免液體體積對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，所以B裝置較好；

實(shí)驗(yàn)操作：

制取氣體前應(yīng)檢查裝置的氣密性；

數(shù)據(jù)處理：

生成氫氣的質(zhì)量=dg·mL-1×vmL=vdg，設(shè)：要生成vdg氫氣，需要鐵質(zhì)量為x。

x=28vdg；

該“暖寶寶”發(fā)熱料中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式；

誤差
實(shí)驗(yàn)過(guò)程中等恢復(fù)至室溫狀態(tài)下，由于沒(méi)有調(diào)節(jié)量氣管使左右液面相平，所以實(shí)驗(yàn)測(cè)得氣體體積偏小；

發(fā)熱原理：

根據(jù)“4Fe+3O2+6 ______=4Fe(OH)3”可知反應(yīng)后的鐵原子、氧原子、氫原子數(shù)目分別為：4、12、12，反應(yīng)前的鐵原子、氧原子、氫原子數(shù)目分別為：4、6、0，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，反應(yīng)前后原子的種類(lèi)和數(shù)目不變，因此空格部分6個(gè)分子中共有12個(gè)氫原子和6個(gè)氧原子，一個(gè)水分子是由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成的，空格部分應(yīng)填H2O。