化学兴趣小组的李浩宇同学对“一贴热”的发热原理产生了浓厚的兴趣,他先上网查阅有关资料,然后和兴趣小组的同学一起带了几包“一贴热”(如图1),来到实验室对其进行实验研究.
【查阅资料】
(1)一贴热的使用方法:将外包装袋剪开,取出药袋,晃动几次,使药物充分接触到空气,手摸有热感时,置于固定袋内,覆盖于痛患处.
(2)四氧化三铁也具有铁磁性,能被磁铁吸引.
(3)可以作为过氧化氢分解反应的催化剂有很多,如:铁粉、氧化铜粉末、四氧化三铁等.
【提出问题】一贴热的成分是什么?
李浩宇同学将一贴热包装剪开,将填充物倒入烧杯中,观察,为黑色粉末.
【猜想与假设】李浩宇说:该黑色粉末可能含有碳粉、铁粉.
你猜想该黑色粉末还可能是
(与李浩宇的猜想不同)
【设计并进行试验】
如图2(1)先用磁铁与烧杯中的黑色粉末充分接触,如果粉末部分被吸附,你认为该黑色粉末可能是①
;②
.
(2)王梅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、
的现象,从而证明了铁粉的存在.写出铁与氧气反应的文字表达式
.在反应后的集气瓶中加入澄清的石灰水振荡,观察到石灰水变浑浊,说明粉末中一定含有
.
【实验结论】
该黑色粉末中一定含有
,可能含有
.
张阳和厂家联系得知,一贴热的发热材料主要由铁粉、活性炭、蛭石、水、盐等材料构成.
【拓展探究】
(1)二氧化锰和铁粉,谁能更好的加快过氧化氢分解反应的速率?
冯伟经过实验发现一贴热也可以加快过氧化氢分解的速率,经检验是铁粉起的作用,他想知道铁粉和二氧化锰相比,究竟谁的催化效果更好,于是设计以下一组实验:
实验编号 | 反应物的浓度体积 | 温度 | 催化剂 | 收集125ml 氧气所用的时间 |
1 | 10mL 6% H2O2 | 25℃(室温) | 1g 二氧化锰粉末 | 35s |
2 | 10mL 6% H2O2 | 25℃(室温) | 1g 铁粉 | 152s |
根据控制变量法,上表中变量是:
,常量是
、
、
(至少写出三个).由该实验可以得出:在相同条件下,二氧化锰的催化效果比铁粉
.(填“好”或“差”)
(2)用一贴热药粉测定空气中氧气的含量.王岚查阅资料得知,一贴热的作用原理是铁跟氧气和水发生反应生成氢氧化铁(固体),并放热.小组同学设计了如图2所示的实验装置,进行实验.请你仔细观察并在下表中填写主要的实验现象.
实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论及解释 |
加入足量药品一贴热,迅速将胶塞盖严,并充分振荡 | | 进入集气瓶内水的体积即为空气中氧气的体积,并可计算空气中氧气的含量 |
(你能回答下列问题,可获得3分的加分,但总分不超过100分)
【实验反思】王岚同学认为实验需要改进,才能得到较为准确的结果.试写出改进的实验操作:
.