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19. 某项目小组对铁系食品脱氧剂(又称为“双吸剂”)进行了如下探究。
Ⅰ.探成分
某脱氧剂标签显示含有铁粉、活性炭、食盐以及无水氯化钙等。为确定脱氧剂中铁粉的存在,进行如下实验。
实验1:取一包脱氧剂粉末,用磁铁吸引。观察到部分黑色粉末被吸引。
实验2:取实验1中被吸引的部分粉末放入试管中,加入适量硫酸铜溶液。观察到有红色固体生成。
实验3:另取被磁铁吸引的黑色粉末,撒向酒精灯的火焰。观察到粉末剧烈燃烧,火星四射。
(1)写出实验2中有关反应的化学方程式:
(2)铁粉在空气中能燃烧,而铁丝在空气中不易被点燃。原因是
Ⅱ.明原理
利用图1所示装置进行实验4和实验5。
(3)实验4:一段时间后,观察到气球变大。气球变大的原因是
(4)实验5:能证明脱氧剂“脱氧”的现象是
Ⅲ.悟应用
实验6:设计如下所示的表格对比实验探究脱氧剂中活性炭和食盐的作用。利用温度传感器测得集气瓶中温度随时间的变化曲线如图2所示。
(5)对比实验①与实验③可得到的结论是
(6)下列叙述正确的是
a.铁系食品脱氧剂可吸收氧气和水
b.铁系食品脱氧剂使用过程中放出热量
c.铁系食品脱氧剂能延长食物的保存时间
Ⅰ.探成分
某脱氧剂标签显示含有铁粉、活性炭、食盐以及无水氯化钙等。为确定脱氧剂中铁粉的存在,进行如下实验。
实验1:取一包脱氧剂粉末,用磁铁吸引。观察到部分黑色粉末被吸引。
实验2:取实验1中被吸引的部分粉末放入试管中,加入适量硫酸铜溶液。观察到有红色固体生成。
实验3:另取被磁铁吸引的黑色粉末,撒向酒精灯的火焰。观察到粉末剧烈燃烧,火星四射。
(1)写出实验2中有关反应的化学方程式:
$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$
。(2)铁粉在空气中能燃烧,而铁丝在空气中不易被点燃。原因是
铁粉与氧气的接触面积大(合理即可)
。Ⅱ.明原理
利用图1所示装置进行实验4和实验5。
(3)实验4:一段时间后,观察到气球变大。气球变大的原因是
集气瓶内氧气被脱氧剂吸收,使瓶内气压变小
。(4)实验5:能证明脱氧剂“脱氧”的现象是
打开弹簧夹后,烧杯中的水倒吸
。Ⅲ.悟应用
实验6:设计如下所示的表格对比实验探究脱氧剂中活性炭和食盐的作用。利用温度传感器测得集气瓶中温度随时间的变化曲线如图2所示。
(5)对比实验①与实验③可得到的结论是
活性炭对脱氧剂有促进作用
;图中4个实验可得到的结论是活性炭与食盐共同作用更有利于脱氧剂脱氧
。(6)下列叙述正确的是
abc
(填字母,多选)。a.铁系食品脱氧剂可吸收氧气和水
b.铁系食品脱氧剂使用过程中放出热量
c.铁系食品脱氧剂能延长食物的保存时间
答案
18.(1)$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$ (2)铁粉与氧气的接触面积大(合理即可) (3)集气瓶内氧气被脱氧剂吸收,使瓶内气压变小 (4)打开弹簧夹后,烧杯中的水倒吸 (5)活性炭对脱氧剂有促进作用 活性炭与食盐共同作用更有利于脱氧剂脱氧 (6)abc
解析
【分析】
本题围绕铁系食品脱氧剂展开探究，需结合金属性质、铁锈蚀原理及实验变量分析解题：
1. 实验2中，铁粉与硫酸铜发生置换反应，据此书写化学方程式；
2. 铁粉为粉末状，与氧气接触面积远大于铁丝，解释燃烧差异；
3. 脱氧剂消耗集气瓶内氧气，使瓶内压强减小，分析气球变大原因；
4. 脱氧消耗氧气导致瓶内压强减小，对应实验现象为水倒吸；
5. 对比实验变量（活性炭、食盐），分析不同物质对脱氧的作用；
6. 结合脱氧剂“双吸”功能、温度变化及作用，判断选项正误。
【解析】
(1) 实验2中，铁与硫酸铜溶液发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；
(2) 铁粉是粉末状，与氧气的接触面积比铁丝大，反应更易发生，故铁粉在空气中能燃烧，铁丝不易点燃；
(3) 脱氧剂中的铁生锈会消耗集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少、压强小于外界大气压，因此气球变大；
(4) 脱氧剂“脱氧”消耗氧气，导致瓶内压强减小，打开弹簧夹后，烧杯中的水会倒吸入集气瓶，证明氧气被消耗；
(5) 实验①与③的变量为活性炭，对比可知活性炭对脱氧剂有促进作用；4个实验对比可得，活性炭与食盐共同作用更有利于脱氧剂脱氧；
(6) 铁系食品脱氧剂是“双吸剂”，可吸收氧气和水，使用过程中反应放热，能延长食物保存时间，故abc均正确。
【答案】
(1)$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$
(2)铁粉与氧气的接触面积大（合理即可）
(3)集气瓶内氧气被脱氧剂吸收，使瓶内气压变小
(4)打开弹簧夹后，烧杯中的水倒吸
(5)活性炭对脱氧剂有促进作用；活性炭与食盐共同作用更有利于脱氧剂脱氧
(6)abc
【知识点】
金属的化学性质、铁的锈蚀、实验探究分析
【点评】
本题以食品脱氧剂为载体，综合考查金属反应、铁锈蚀原理及实验变量分析，需学生结合实验现象和变量逻辑推导结论，难度适中，注重实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.6
本题围绕铁系食品脱氧剂展开探究，需结合金属性质、铁锈蚀原理及实验变量分析解题：
1. 实验2中，铁粉与硫酸铜发生置换反应，据此书写化学方程式；
2. 铁粉为粉末状，与氧气接触面积远大于铁丝，解释燃烧差异；
3. 脱氧剂消耗集气瓶内氧气，使瓶内压强减小，分析气球变大原因；
4. 脱氧消耗氧气导致瓶内压强减小，对应实验现象为水倒吸；
5. 对比实验变量（活性炭、食盐），分析不同物质对脱氧的作用；
6. 结合脱氧剂“双吸”功能、温度变化及作用，判断选项正误。
【解析】
(1) 实验2中，铁与硫酸铜溶液发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；
(2) 铁粉是粉末状，与氧气的接触面积比铁丝大，反应更易发生，故铁粉在空气中能燃烧，铁丝不易点燃；
(3) 脱氧剂中的铁生锈会消耗集气瓶内的氧气，使瓶内气体减少、压强小于外界大气压，因此气球变大；
(4) 脱氧剂“脱氧”消耗氧气，导致瓶内压强减小，打开弹簧夹后，烧杯中的水会倒吸入集气瓶，证明氧气被消耗；
(5) 实验①与③的变量为活性炭，对比可知活性炭对脱氧剂有促进作用；4个实验对比可得，活性炭与食盐共同作用更有利于脱氧剂脱氧；
(6) 铁系食品脱氧剂是“双吸剂”，可吸收氧气和水，使用过程中反应放热，能延长食物保存时间，故abc均正确。
【答案】
(1)$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$
(2)铁粉与氧气的接触面积大（合理即可）
(3)集气瓶内氧气被脱氧剂吸收，使瓶内气压变小
(4)打开弹簧夹后，烧杯中的水倒吸
(5)活性炭对脱氧剂有促进作用；活性炭与食盐共同作用更有利于脱氧剂脱氧
(6)abc
【知识点】
金属的化学性质、铁的锈蚀、实验探究分析
【点评】
本题以食品脱氧剂为载体，综合考查金属反应、铁锈蚀原理及实验变量分析，需学生结合实验现象和变量逻辑推导结论，难度适中，注重实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.6
