10. 化学视角认识蒸汽眼罩:蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1) 探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
|选用试剂|预计观察到的实验现象|涉及的化学方程式|
|①
(2) 探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与
(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等)
|方案|实验试剂|
|方案一|4g铁粉、2mL水|
|方案二|4g铁粉、2mL水、2g氯化钠|
|方案三|4g铁粉、2mL水、2g活性炭|
|方案四|4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠|
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四:
方案一与方案四:
使用温度传感器收集数据并生成图像如下:

对比分析图像,你获得的结论是
(3) 探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和试剂自选。②实验中的数据可分别用$m_{1}$、$m_{2}$、$m_{3}$等来表示。
你的实验方案是
处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有
②保存蒸汽眼罩的正确方法是
③结合上述探究,谈谈你对铁生锈的辩证认识。
【实验探究】
(1) 探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
|选用试剂|预计观察到的实验现象|涉及的化学方程式|
|①
稀盐酸(或稀硫酸)
|②有气泡产生
|③Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑(或Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑)
|(2) 探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与
氧气和水
共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下:(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等)
|方案|实验试剂|
|方案一|4g铁粉、2mL水|
|方案二|4g铁粉、2mL水、2g氯化钠|
|方案三|4g铁粉、2mL水、2g活性炭|
|方案四|4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠|
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四:
能形成对照,变量是活性炭
;方案一与方案四:
不能形成对照,变量不唯一(存在活性炭和氯化钠两个变量)
。使用温度传感器收集数据并生成图像如下:
对比分析图像,你获得的结论是
活性炭和氯化钠共同作用能加快铁生锈速率,使蒸汽眼罩快速发热
。(3) 探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和试剂自选。②实验中的数据可分别用$m_{1}$、$m_{2}$、$m_{3}$等来表示。
你的实验方案是
1. 称取一定质量的蒸汽眼罩内部材料,记为$m_1$;2. 用磁铁充分吸引材料中的铁粉,收集并称量吸引出的铁粉质量,记为$m_2$;3. 铁的质量分数为$\frac{m_2}{m_1} × 100\%$
。处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有
温度(或氧气浓度等)
(写一点即可)。②保存蒸汽眼罩的正确方法是
密封保存(或隔绝空气、防潮)
。③结合上述探究,谈谈你对铁生锈的辩证认识。
铁生锈虽会造成金属资源损耗,但可利用其放热原理制成蒸汽眼罩等产品,体现物质性质的两面性,应合理利用物质性质
。答案
探究一
|选用试剂|预计观察到的实验现象|涉及的化学方程式|
|----|----|----|
|①稀盐酸(或稀硫酸)|②有气泡产生|③Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑(或Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑)|
探究二
铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
方案二与方案四:能形成对照,变量是活性炭;
方案一与方案四:不能形成对照,变量不唯一(存在活性炭和氯化钠两个变量)。
结论:活性炭和氯化钠共同作用能加快铁生锈速率,使蒸汽眼罩快速发热。
探究三
实验方案:
1. 称取一定质量的蒸汽眼罩内部材料,记为$m_1$;
2. 用磁铁充分吸引材料中的铁粉,收集并称量吸引出的铁粉质量,记为$m_2$;
3. 铁的质量分数为$\frac{m_2}{m_1} × 100\%$。
反思评价
①温度(或氧气浓度等)
②密封保存(或隔绝空气、防潮)
③铁生锈虽会造成金属资源损耗,但可利用其放热原理制成蒸汽眼罩等产品,体现物质性质的两面性,应合理利用物质性质。
|选用试剂|预计观察到的实验现象|涉及的化学方程式|
|----|----|----|
|①稀盐酸(或稀硫酸)|②有气泡产生|③Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑(或Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑)|
探究二
铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
方案二与方案四:能形成对照,变量是活性炭;
方案一与方案四:不能形成对照,变量不唯一(存在活性炭和氯化钠两个变量)。
结论:活性炭和氯化钠共同作用能加快铁生锈速率,使蒸汽眼罩快速发热。
探究三
实验方案:
1. 称取一定质量的蒸汽眼罩内部材料,记为$m_1$;
2. 用磁铁充分吸引材料中的铁粉,收集并称量吸引出的铁粉质量,记为$m_2$;
3. 铁的质量分数为$\frac{m_2}{m_1} × 100\%$。
反思评价
①温度(或氧气浓度等)
②密封保存(或隔绝空气、防潮)
③铁生锈虽会造成金属资源损耗,但可利用其放热原理制成蒸汽眼罩等产品,体现物质性质的两面性,应合理利用物质性质。
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