Question

7．食品包裝袋中常用脫氧劑．某化學(xué)興趣小組將脫氧劑封口打開，將其倒在濾紙上，觀察到脫氧劑大部分為黑色粉末，其中還夾雜著少量紅色和白色粉末．
【提出問題】該脫氧劑中的黑色、紅色粉末各是什么？
【收集資料】
a．鐵系脫氧劑是以鐵粉為主，活性炭及少量氯化鈉等為輔的化學(xué)成分，使用一段時(shí)間后，鐵粉與空氣接觸而生銹；
b．正常條件下，氯化鈉與鐵粉不反應(yīng)，它能加速鐵粉吸氧．
【作出猜想】
①黑色粉末可能是氧化銅，紅色粉末可能是銅；
②黑色粉末可能是鐵粉，紅色粉末可能是氧化鐵；
小莉認(rèn)為猜想①不正確，理由是脫氧劑成分中沒有含銅元素的物質(zhì)．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)編號	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①	取脫氧劑粉末加入足量稀硫酸	粉末幾乎全部溶解，只有少量黑色粉末未溶解，有氣泡產(chǎn)生，溶液變成黃色
②	取實(shí)驗(yàn)①的殘?jiān)�灼燒，將�?nèi)壁有澄清石灰水的小燒杯罩在上方	澄清石灰水變渾濁

【得出結(jié)論】
（1）由實(shí)驗(yàn)①②可知，脫氧劑中黑色粉末肯定含鐵和活性炭．
（2）脫氧劑中的紅色粉末是氧化鐵，寫出試驗(yàn)①中相應(yīng)的化學(xué)方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
【拓展延伸】
小明認(rèn)為鐵生銹時(shí)會(huì)消耗氧氣，因此可用此脫氧劑（實(shí)驗(yàn)時(shí)可滴入幾滴水）測定空氣中氧氣的含量，裝置如圖所示．集氣瓶的實(shí)際容積是150mL，量筒內(nèi)盛100mL的水．當(dāng)量筒內(nèi)水面不再變化，且溫度恢復(fù)至室溫時(shí)，讀出水面在73mL刻度處．由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以算出，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是18%．本實(shí)驗(yàn)的測量結(jié)果與理論值不一致，原因可能是脫氧劑不足，裝置漏氣．

Answer 1

分析 【作出猜想】
化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類不變，原子的種類、總個(gè)數(shù)不變；
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，硫酸鐵溶液是黃色溶液，活性炭不能和稀硫酸反應(yīng)；
灼燒活性炭時(shí)，生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
【得出結(jié)論】
氧化鐵是紅色粉末；
【拓展延伸】
集氣瓶中的氧氣消耗后，在外界大氣壓作用下，量筒中的水進(jìn)入集氣瓶，進(jìn)入集氣瓶中的水的體積即為集氣瓶中空氣中含有的氧氣體積．

解答 解：【作出猜想】
猜想①不正確的原因是：脫氧劑成分中沒有含銅元素的物質(zhì)．
故填：脫氧劑成分中沒有含銅元素的物質(zhì)．
【得出結(jié)論】
（1）由實(shí)驗(yàn)①、②可知，脫氧劑中含有鐵、活性炭和氧化鐵，黑色粉末是鐵和活性炭．
故填：鐵和活性炭．
（2）脫氧劑中的紅色粉末是氧化鐵；
試驗(yàn)①中，鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：氧化鐵；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，F(xiàn)e₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
【拓展延伸】
由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以算出，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)是：$\frac{100ML-73mL}{150mL}$×100%=18%；
如果脫氧劑不足，會(huì)導(dǎo)致集氣瓶中的氧氣不能完全反應(yīng)，從而導(dǎo)致計(jì)算的氧氣含量偏低；
如果裝置漏氣，集氣瓶中的空氣會(huì)進(jìn)入集氣瓶，從而導(dǎo)致計(jì)算的氧氣含量偏低．
故填：脫氧劑不足，裝置漏氣．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．