Question

7．食品包裝袋中常用脫氧劑．某化學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成分，使用一段時間后，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，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．
【進行實驗】

實驗編號	實驗操作	實驗現象
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，有氣泡產生，溶液變成黃色
②	取實驗①的殘渣灼燒，將內壁有澄清石灰水的小燒杯罩在上方	澄清石灰水變渾濁

【得出結論】
（1）由實驗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①中相應的化學方程式Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
【拓展延伸】
小明認為鐵生銹時會消耗氧氣，因此可用此脫氧劑（實驗時可滴入幾滴水）測定空氣中氧氣的含量，裝置如圖所示．集氣瓶的實際容積是150mL，量筒內盛100mL的水．當量筒內水面不再變化，且溫度恢復至室溫時，讀出水面在73mL刻度處．由上述實驗數據可以算出，空氣中氧氣的體積分數是18%．本實驗的測量結果與理論值不一致，原因可能是脫氧劑不足，裝置漏氣．

Answer 1

分析 【作出猜想】
化學反應前后，元素的種類不變，原子的種類、總個數不變；
【進行實驗】
鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，硫酸鐵溶液是黃色溶液，活性炭不能和稀硫酸反應；
灼燒活性炭時，生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
【得出結論】
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，量筒中的水進入集氣瓶，進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．
故填：脫氧劑成分中沒有含銅元素的物質．
【得出結論】
（1）由實驗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①中，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，氧化鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，反應的化學方程式為：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：氧化鐵；Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑，Fe₂O₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
【拓展延伸】
由上述實驗數據可以算出，空氣中氧氣的體積分數是：$\frac{100ML-73mL}{150mL}$×100%=18%；
如果脫氧劑不足，會導致集氣瓶中的氧氣不能完全反應，從而導致計算的氧氣含量偏低；
如果裝置漏氣，集氣瓶中的空氣會進入集氣瓶，從而導致計算的氧氣含量偏低．
故填：脫氧劑不足，裝置漏氣．

點評 實驗現象是物質之間相互作用的外在表現，因此要學會設計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質之間相互作用的實質奠定基礎．