Question

7．食品包装袋中常用脱氧剂．某化学兴趣小组将脱氧剂封口打开，将其倒在滤纸上，观察到脱氧剂大部分为黑色粉末，其中还夹杂着少量红色和白色粉末．
【提出问题】该脱氧剂中的黑色、红色粉末各是什么？
【收集资料】
a．铁系脱氧剂是以铁粉为主，活性炭及少量氯化钠等为辅的化学成分，使用一段时间后，铁粉与空气接触而生锈；
b．正常条件下，氯化钠与铁粉不反应，它能加速铁粉吸氧．
【作出猜想】
①黑色粉末可能是氧化铜，红色粉末可能是铜；
②黑色粉末可能是铁粉，红色粉末可能是氧化铁；
小莉认为猜想①不正确，理由是脱氧剂成分中没有含铜元素的物质．
【进行实验】

实验编号	实验操作	实验现象
①	取脱氧剂粉末加入足量稀硫酸	粉末几乎全部溶解，只有少量黑色粉末未溶解，有气泡产生，溶液变成黄色
②	取实验①的残渣灼烧，将内壁有澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

【得出结论】
（1）由实验①②可知，脱氧剂中黑色粉末肯定含铁和活性炭．
（2）脱氧剂中的红色粉末是氧化铁，写出试验①中相应的化学方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
【拓展延伸】
小明认为铁生锈时会消耗氧气，因此可用此脱氧剂（实验时可滴入几滴水）测定空气中氧气的含量，装置如图所示．集气瓶的实际容积是150mL，量筒内盛100mL的水．当量筒内水面不再变化，且温度恢复至室温时，读出水面在73mL刻度处．由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是18%．本实验的测量结果与理论值不一致，原因可能是脱氧剂不足，装置漏气．

Answer 1

分析 【作出猜想】
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类、总个数不变；
【进行实验】
铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁溶液是黄色溶液，活性炭不能和稀硫酸反应；
灼烧活性炭时，生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
【得出结论】
氧化铁是红色粉末；
【拓展延伸】
集气瓶中的氧气消耗后，在外界大气压作用下，量筒中的水进入集气瓶，进入集气瓶中的水的体积即为集气瓶中空气中含有的氧气体积．

解答 解：【作出猜想】
猜想①不正确的原因是：脱氧剂成分中没有含铜元素的物质．
故填：脱氧剂成分中没有含铜元素的物质．
【得出结论】
（1）由实验①、②可知，脱氧剂中含有铁、活性炭和氧化铁，黑色粉末是铁和活性炭．
故填：铁和活性炭．
（2）脱氧剂中的红色粉末是氧化铁；
试验①中，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，反应的化学方程式为：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：氧化铁；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
【拓展延伸】
由上述实验数据可以算出，空气中氧气的体积分数是：$\frac{100ML-73mL}{150mL}$×100%=18%；
如果脱氧剂不足，会导致集气瓶中的氧气不能完全反应，从而导致计算的氧气含量偏低；
如果装置漏气，集气瓶中的空气会进入集气瓶，从而导致计算的氧气含量偏低．
故填：脱氧剂不足，装置漏气．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．