化學興趣小組的李浩宇同學對“一貼熱”的發(fā)熱原理產(chǎn)生了濃厚的興趣,他先上網(wǎng)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(nèi),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(xiàn)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(lián)系得知,一貼熱的發(fā)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(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)一貼熱也可以加快過氧化氫分解的速率,經(jīng)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(jù)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(fā)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(xiàn)象.
實驗操作 | 主要實驗現(xiàn)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(nèi)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:
.