Question

【题目】冬季取暖人们常用到暖宝宝（如图），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_________________。

【设计实验】化学小组的同学设计了图1所示装置。

【实验步骤】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18oC，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18oC时，打开止水夹。

请回答下列问题：

（1）检查装置气密性的方法是_________________；

（2）小组同学的设计中，集气瓶内水的作用是______________；

（3）实验结果如图2所示，根据图示数据计算得出氧气的体积分数约为_______________。

【实验反思】你认为小组同学实验产生误差的可能原因有_________________（写出一条即可）。你证明这确实是造成误差原因的方案是_______________。

Answer 1

【答案】 4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3 将导管放入水中，双手捂住集气瓶，观察到有气泡冒出，松开手，导管内有液柱，证明气密性良好 19.1% 铁粉生锈提供水分 暖贴内铁粉的量不够，O2没有完全被消耗 取使用后的样品少量于烧杯中，加入足量的水溶解、过滤，向滤液中滴加硝酸银溶液生成白色沉淀

【解析】【查阅资料】（2）根据描述可知该反应的反应物是铁粉与氧气、水，生成物是氢氧化铁，反应的化学方程式表示为：4Fe+6H2O+3O2=4Fe（OH）3；【实验步骤】（1）检查该装置气密性的方法是：将导管浸水中，双手握住集气瓶，观察到有气泡冒出，松开手，导管内有液柱，证明气密性良好；（2）铁生锈需要水，故集气瓶中水的作用是为铁粉生锈提供水分；（3）该实验的原理是铁生锈消耗氧气导致集气瓶中的压强变小，集气瓶中进入的水的体积即为空气中氧气的体积。由图示数可知，进入集气瓶中水的体积=100ml-55ml=45ml，空气的总体积=250ml-20mL=230ml，氧气的体积分数= =19.6%；【实验反思】空气中，氧气约占空气总体积的21%，先测定的氧气的体积分数偏小，原因可能是暖贴内铁粉的量不够导致O2没有完全被消耗；可取两片暖宝宝重复上述实验，若进入的水的体积更多，说明是铁粉不足导致测得的氧气的体积分数变小。