Question

19．冬季取暖人们常用到暖宝宝（图1），其热量来源于铁的缓慢氧化．化学小组的同学突发奇想，想利用暖宝宝测定空气中氧气的含量．
查阅资料：（1）暖宝宝的主要成分铁粉、木炭、食盐．
（2）暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁，反应的化学方程式为4Fe+3O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃．
设计实验：化学小组的同学设计了图2所示装置．实验步骤如下：
①检查装置气密性；
②向250mL集气瓶中加入20mL水；
③读取温度计示数为18°C，撕掉暖宝宝上的贴纸，塞紧橡胶塞；
④观察温度计示数的变化；
⑤待温度计示数为18°C时，打开弹簧夹，液面如图所示．
回答下列问题：

（1）检查装置气密性的方法是连接好装置，将导管的一端放入水中，用热毛巾捂住集气瓶，水中导管口有气泡，松开热毛巾后导管中有一小段水柱，说明装置气密性良好．
（2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是为铁生锈提供水．
（3）空气中氧气的体积分数是17%（计算结果保留整数）．
实验反思：反思实验过程，你认为小组同学实验产生误差的可能原因有装置漏气（或铁粉不足等）（写出一条即可）．用暖宝宝代替红磷做这个实验的缺点是铁生锈消耗氧气缓慢，实验时间长．

Answer 1

分析 查阅资料：
（2）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
回答下列问题：
（1）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
（2）铁和氧气、水同时接触时容易生锈；
（3）根据进入集气瓶中的水的体积可以计算空气中氧气的体积分数；
实验反思：
如果装置漏气，铁粉不足时，会产生误差；
用暖宝宝代替红磷做这个实验的缺点是铁生锈消耗氧气缓慢，实验时间长．

解答 解：查阅资料：
（2）暖宝宝反应的主要原理是铁粉与氧气、水共同作用生成氢氧化铁，反应的化学方程式为：4Fe+3O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃．故填：4Fe+3O₂+6H₂O═4Fe（OH）₃．
回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是：连接好装置，将导管的一端放入水中，用热毛巾捂住集气瓶，水中导管口有气泡，松开热毛巾后导管中有一小段水柱，说明装置气密性良好．故填：连接好装置，将导管的一端放入水中，用热毛巾捂住集气瓶，水中导管口有气泡，松开热毛巾后导管中有一小段水柱，说明装置气密性良好．
（2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是为铁生锈提供水．故填：为铁生锈提供水．
（3）实验前，集气瓶内空气的体积为（250-20）ml=230ml，实验前量筒内水的体积为100ml，实验后结束后，量筒内的水的体积为60ml，减少了40ml，这些水进入了集气瓶内，这些水的体积即为被消耗的氧气的体积，即40ml．所以空气中氧气的体积分数是$\frac{100ml-60ml}{250ml-20ml}×100%$≈17%；故填：17；
实验反思：
实验产生误差的可能原因有装置漏气，铁粉不足等；
用暖宝宝代替红磷做这个实验的缺点是铁生锈消耗氧气缓慢，实验时间长．
故填：装置漏气（或铁粉不足等）；铁生锈消耗氧气缓慢，实验时间长．

点评 本题考查了实验步骤的设计，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验设计题是近几年中考的重要考点之一，希望同学们前后联系，认真掌握．