14. (10分)“食品脱氧剂”广泛应用于包括糖果、面食、熟肉制品、干制蔬菜的保鲜。某化学小组开展“食品脱氧剂”的项目式学习。
查阅资料:食品脱氧剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠,发生脱氧反应消耗食品包装袋内的氧气,延长食品保质期。
【探究活动一】
提出问题:怎样验证“食品脱氧剂”中含有铁粉、活性炭?
进行实验:
步骤一:用剪刀剪开一包脱氧剂,倾倒于白纸上,观察到粉末呈黑色,用磁铁吸引。
步骤二:取少量除去铁粉的脱氧剂置于坩埚内,在电炉上灼烧,在坩埚上方罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯。
收集证据:
(1) 步骤一中观察到
(2) 步骤二中观察到部分黑色粉末燃烧,
【探究活动二】
提出问题:脱氧剂中铁粉的含量是多少?
实验设计:利用如图1所示装置进行测定。

查阅资料:实验条件下,氢气的密度约为$\rho \ g/L$。
进行实验:①称取m g样品置于烧瓶中,并在分液漏斗中加入足量稀硫酸。
②打开分液漏斗活塞,加入稀硫酸至不再产生气泡,关闭活塞。
③测得量筒内水的体积为a mL。
分析问题:
(3) A装置内反应的化学方程式是
交流研讨:
(4) 同学们和老师一起对实验进行分析,认为进行实验时会有较大误差,原因是
调整方案:
(5) 称取脱氧剂样品3.00 g,置于烧瓶中,加入足量稀硫酸,充分反应,用电子天平进行称量,显示反应后总质量减少0.05 g,则该脱氧剂中铁粉的质量分数为
【探究活动三】
提出问题:活性炭和氯化钠的用量对脱氧效果有什么影响?
进行实验:室温下,利用5 g铁粉和10滴水,改变活性炭和氯化钠的用量,用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量的变化,实验结果如图2、图3所示。

分析问题:
(6) 实验5中,$a=$
(7) 实验1、3、4的目的是
得出结论:
(8) 结合图3,对比实验2、3、5可以得到的结论是
交流研讨:
(9) 影响脱氧剂脱氧效果的因素可能还有
通过此次项目式学习,同学们认识到,学好化学知识,用好化学知识,能真正认识世界。
查阅资料:食品脱氧剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠,发生脱氧反应消耗食品包装袋内的氧气,延长食品保质期。
【探究活动一】
提出问题:怎样验证“食品脱氧剂”中含有铁粉、活性炭?
进行实验:
步骤一:用剪刀剪开一包脱氧剂,倾倒于白纸上,观察到粉末呈黑色,用磁铁吸引。
步骤二:取少量除去铁粉的脱氧剂置于坩埚内,在电炉上灼烧,在坩埚上方罩上内壁涂有澄清石灰水的烧杯。
收集证据:
(1) 步骤一中观察到
部分黑色粉末被吸引
(写实验现象,下同),说明脱氧剂中含有铁粉。(2) 步骤二中观察到部分黑色粉末燃烧,
澄清石灰水变浑浊
,说明脱氧剂中含有活性炭。【探究活动二】
提出问题:脱氧剂中铁粉的含量是多少?
实验设计:利用如图1所示装置进行测定。
查阅资料:实验条件下,氢气的密度约为$\rho \ g/L$。
进行实验:①称取m g样品置于烧瓶中,并在分液漏斗中加入足量稀硫酸。
②打开分液漏斗活塞,加入稀硫酸至不再产生气泡,关闭活塞。
③测得量筒内水的体积为a mL。
分析问题:
(3) A装置内反应的化学方程式是
${Fe +H_{2}SO_{4}=FeSO_{4} +H_{2}\uparrow}$
。图1装置需要改进之处是装置B中导管应左短右长,右侧导管在液面下
。交流研讨:
(4) 同学们和老师一起对实验进行分析,认为进行实验时会有较大误差,原因是
加入的稀硫酸也占据了部分体积
。调整方案:
(5) 称取脱氧剂样品3.00 g,置于烧瓶中,加入足量稀硫酸,充分反应,用电子天平进行称量,显示反应后总质量减少0.05 g,则该脱氧剂中铁粉的质量分数为
46.7%
(结果精确到0.1%)。【探究活动三】
提出问题:活性炭和氯化钠的用量对脱氧效果有什么影响?
进行实验:室温下,利用5 g铁粉和10滴水,改变活性炭和氯化钠的用量,用氧气传感器测定密闭容器中氧气含量的变化,实验结果如图2、图3所示。
分析问题:
(6) 实验5中,$a=$
0.75
。(7) 实验1、3、4的目的是
探究活性炭用量对脱氧反应速率的影响
。得出结论:
(8) 结合图3,对比实验2、3、5可以得到的结论是
在铁粉、水、活性炭质量相同时,随着氯化钠用量的增加,脱氧反应速率加快
。交流研讨:
(9) 影响脱氧剂脱氧效果的因素可能还有
温度
。通过此次项目式学习,同学们认识到,学好化学知识,用好化学知识,能真正认识世界。
答案
14.(1)部分黑色粉末被吸引 (2)澄清石灰水变浑浊 (3)${Fe +H_{2}SO_{4}=FeSO_{4} +H_{2}\uparrow}$ 装置B中导管应左短右长,右
侧导管在液面下 (4)加入的稀硫酸也占据了部分体积 (5)$46.7\%$ (6)$0.75$ (7)探究活性炭用量对脱氧反应速率
的影响 (8)在铁粉、水、活性炭质量相同时,随着氯化钠用量的增加,脱氧反应速率加快 (9)温度
侧导管在液面下 (4)加入的稀硫酸也占据了部分体积 (5)$46.7\%$ (6)$0.75$ (7)探究活性炭用量对脱氧反应速率
的影响 (8)在铁粉、水、活性炭质量相同时,随着氯化钠用量的增加,脱氧反应速率加快 (9)温度
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