Question

化學興趣小組的李浩宇同學對“一貼熱”的發熱原理產生了濃厚的興趣，他先上網查閱有關資料，然后和興趣小組的同學一起帶了幾包“一貼熱”（如圖1），來到實驗室對其進行實驗研究．

【查閱資料】

（1）一貼熱的使用方法：將外包裝袋剪開，取出藥袋，晃動幾次，使藥物充分接觸到空氣，手摸有熱感時，置于固定袋內，覆蓋于痛患處．

（2）四氧化三鐵也具有鐵磁性，能被磁鐵吸引．

（3）可以作為過氧化氫分解反應的催化劑有很多，如：鐵粉、氧化銅粉末、四氧化三鐵等．

【提出問題】一貼熱的成分是什么？

李浩宇同學將一貼熱包裝剪開，將填充物倒入燒杯中，觀察，為黑色粉末．

【猜想與假設】李浩宇說：該黑色粉末可能含有碳粉、鐵粉．

你猜想該黑色粉末還可能是　　（與李浩宇的猜想不同）

【設計并進行試驗】

如圖2（1）先用磁鐵與燒杯中的黑色粉末充分接觸，如果粉末部分被吸附，你認為該黑色粉末可能是①　　；②　　．

（2）王梅取適量黑色粉末于燃燒匙中，在酒精燈上點燃后伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察到劇烈燃燒、火星四射、放出大量熱、　　的現象，從而證明了鐵粉的存在．寫出鐵與氧氣反應的文字表達式　　．在反應后的集氣瓶中加入澄清的石灰水振蕩，觀察到石灰水變渾濁，說明粉末中一定含有　　．

【實驗結論】

該黑色粉末中一定含有　　，可能含有　　．

張陽和廠家聯系得知，一貼熱的發熱材料主要由鐵粉、活性炭、蛭石、水、鹽等材料構成．

【拓展探究】

（1）二氧化錳和鐵粉，誰能更好的加快過氧化氫分解反應的速率？

馮偉經過實驗發現一貼熱也可以加快過氧化氫分解的速率，經檢驗是鐵粉起的作用，他想知道鐵粉和二氧化錳相比，究竟誰的催化效果更好，于是設計以下一組實驗：

實驗編號	反應物的濃度體積	溫度	催化劑	收集125ml 氧氣所用的時間
1	10mL 6% H2O2	25℃（室溫）	1g 二氧化錳粉末	35s
2	10mL 6%  H2O2	25℃（室溫）	1g 鐵粉	152s

根據控制變量法，上表中變量是：　　，常量是　　、　　、　　（至少寫出三個）．由該實驗可以得出：在相同條件下，二氧化錳的催化效果比鐵粉　　．（填“好”或“差”）

（2）用一貼熱藥粉測定空氣中氧氣的含量．王嵐查閱資料得知，一貼熱的作用原理是鐵跟氧氣和水發生反應生成氫氧化鐵（固體），并放熱．小組同學設計了如圖2所示的實驗裝置，進行實驗．請你仔細觀察并在下表中填寫主要的實驗現象．

實驗操作	主要實驗現象	實驗結論及解釋
加入足量藥品一貼熱，迅速將膠塞蓋嚴，并充分振蕩		進入集氣瓶內水的體積即為空氣中氧氣的體積，并可計算空氣中氧氣的含量

（你能回答下列問題，可獲得3分的加分，但總分不超過100分）

【實驗反思】王嵐同學認為實驗需要改進，才能得到較為準確的結果．試寫出改進的實驗操作：　　．

Answer 1

考點：

實驗探究物質的組成成分以及含量；催化劑的特點與催化作用；常見金屬的特性及其應用；金屬的化學性質；書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式．.
專題：	科學探究．
分析：	【猜想與假設】考慮初中化學中黑色粉末有哪些物質，提純合理的猜想； 【設計并進行試驗】如圖2（1）考慮磁鐵的性質，推測該黑色粉末可能的組成． （2）考慮鐵粉在氧氣中燃燒的現象，從而證明了鐵粉的存在．考慮二氧化碳的鑒別方法． 【實驗結論】根據【設計并進行試驗】中的實驗現象，推測該黑色粉末成分． 【拓展探究】 （1）考慮實驗中的變量和常量；根據表格中的數據，推測二氧化錳和鐵粉的催化效果； （2）根據實驗操作和實驗結論及解釋，根據題目中的信息“一貼熱的作用原理是鐵跟氧氣和水發生反應生成氫氧化鐵（固體），并放熱”，推測主要的實驗現象． 【實驗反思】推測改進的實驗操作：關閉彈簧夾a后加入足量藥品，迅速將膠塞蓋緊，充分振蕩，待冷卻后打開彈簧夾a．
解答：	解： 【猜想與假設】考慮初中化學中黑色粉末有哪些物質，該黑色粉末可能含有四氧化三鐵；二氧化錳；碳粉、鐵粉、四氧化三鐵的混合物、氧化銅．則猜想該黑色粉末還可能是四氧化三鐵； 【設計并進行試驗】考慮磁鐵吸鐵，如圖2（1）先用磁鐵與燒杯中的黑色粉末充分接觸，如果粉末部分被吸附，則該黑色粉末可能是①鐵粉與碳粉的混合物；②四氧化三鐵與炭粉的混合物． （2）取適量黑色粉末于燃燒匙中，在酒精燈上點燃后伸入盛有氧氣的集氣瓶中，觀察到劇烈燃燒、火星四射、放出大量熱、生成黑色固體的現象，從而證明了鐵粉的存在．則鐵與氧氣反應的文字表達式鐵+氧氣四氧化三鐵．在反應后的集氣瓶中加入澄清的石灰水振蕩，因為二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，故觀察到石灰水變渾濁，說明粉末中一定含有碳粉． 【實驗結論】 根據以上分析，可知該黑色粉末中一定含有鐵粉和碳粉，可能含有四氧化三鐵粉末． 【拓展探究】 （1）根據實驗表格中的數據可知： 實驗編號 反應物的濃度體積 溫度 催化劑 收集125ml 氧氣所用的時間 1 10mL 6% H2O2 25℃（室溫） 1g 二氧化錳粉末 35s 2 10mL 6%  H2O2 25℃（室溫） 1g 鐵粉 152s 根據控制變量法，上表中變量是：催化劑的種類，常量是反應物的濃度、體積、溫度．由該實驗可以得出：在相同條件下，二氧化錳的催化效果比鐵粉好． （2）根據資料“一貼熱的作用原理是鐵跟氧氣和水發生反應生成氫氧化鐵（固體），并放熱”．則推測出主要的實驗現象． 實驗操作 主要實驗現象 實驗結論及解釋 加入足量藥品一貼熱，迅速將膠塞蓋嚴，并充分振蕩 放熱，導管口有氣泡冒出；一段時間后，量筒中的水沿著導管逐漸被吸入到集氣瓶中 進入集氣瓶內水的體積即為空氣中氧氣的體積，并可計算空氣中氧氣的含量 【實驗反思】王嵐同學認為實驗需要改進，才能得到較為準確的結果．試寫出改進的實驗操作：關閉彈簧夾a后加入足量藥品，迅速將膠塞蓋緊，充分振蕩，待冷卻后打開彈簧夾a． 故答案為： 【猜想與假設】四氧化三鐵；二氧化錳；碳粉、鐵粉、四氧化三鐵的混合物、氧化銅（只要答黑色粉末狀一種物質均可） 【設計并進行實驗】①鐵粉與碳粉的混合物；②四氧化三鐵與炭粉的混合物；生成黑色固體；鐵+氧氣四氧化三鐵；碳粉； 【實驗結論】鐵粉和碳粉； 四氧化三鐵粉末； 【拓展研究】（1）催化劑的種類（如果只寫催化劑不得分）；（2）反應物的濃度、體積、溫度； 實驗操作 主要實驗現象 實驗結論及解釋 放熱，導管口有氣泡冒出；一段時間后，量筒中的水沿著導管逐漸被吸入到集氣瓶中 （提示：放熱，導氣管口有氣泡冒出只要答出一點可得；一段時間后，量筒中的水沿著導管逐漸被吸入到集氣瓶中，只要意思對就可得） 實驗改進：關閉彈簧夾a后加入足量藥品，迅速將膠塞蓋緊，充分振蕩，待冷卻后打開彈簧夾a
點評：	該題為綜合實驗題，考查的知識點較多，氧氣的性質，裝置氣密性的檢驗等，關鍵是熟記相關知識點．語言表述要簡練準確．掌握鐵的化學性質，空氣中氧氣含量的測定．