11. 全世界每年因锈蚀造成浪费的金属高达产量的20%以上,但铁锈蚀原理却在日常生活中被广泛应用,例如暖宝宝、食品脱氧剂等。小组同学对暖宝宝发热产生兴趣,展开探究。
【资料卡片】某品牌暖宝宝的使用说明如图。
成分:铁粉、蛭石(保温)、高分子吸水树脂(供水)、氯化钠、活性炭
内袋材料:微孔透气无纺布
注意事项:不使用时请勿拆开密封包装
(1)暖宝宝使用时能量的转化形式为。
(2)暖宝宝“不使用时请勿拆开密封包装”的原因是。
【猜想与假设】暖宝宝成分中氯化钠、活性炭可能加快铁锈蚀速率,使反应在短时间内放出大量的热。
【实验方案】小组同学通过反应过程中温度的变化,探究氯化钠、活性炭及两者共同存在对铁锈蚀速率的影响,设计完成如下4组实验。(实验在密闭容器中进行)

【解释与结论】
(3)对比实验1和2,可探究氯化钠对铁锈蚀速率的影响,表中$m=$。
(4)为探究活性炭对铁锈蚀速率的影响,应选择的实验组合是(填实验编号)。
(5)综合以上4组实验得出结论:。
【拓展与应用】小组同学运用该原理设计如下对比实验测定空气中氧气的含量。

反应结束后,测得的数据如下表:

(6)$n=$%(计算结果精确到0.1%)。
(7)结合反应原理和结果思考装置A的优点:(写两点)。

化学能转化为热能
防止铁粉与空气接触反应而失效
0
1、3
氯化钠、
活性炭及两者共同存在均可加速铁锈蚀速率
20.2
测量结果更准确、更环保(合理即可)

【分析】
要解决本题，需结合暖宝宝的发热原理、铁锈蚀的影响因素及控制变量法分析：
1. 暖宝宝发热源于铁锈蚀的化学反应，化学反应中化学能可转化为热能；
2. 密封包装可隔绝空气，防止铁粉接触氧气和水发生锈蚀而失效；
3. 探究氯化钠对铁锈蚀速率的影响时，需控制其他变量不变，仅改变氯化钠的有无，故对照组实验1中氯化钠质量为0；
4. 探究活性炭的影响时，需仅改变活性炭的有无，其他条件相同，故选实验1和3；
5. 对比四组实验的温度变化，可得出氯化钠、活性炭单独或共同存在均加速铁锈蚀；
6. 根据实验数据计算空气中氧气含量，精确到0.1%得20.2%；
7. 装置A利用铁锈蚀消耗氧气，反应更充分，测量结果准确且环保。
【解析】
(1) 暖宝宝发热是铁锈蚀的化学反应释放热量，能量转化形式为化学能转化为热能；
(2) 不拆开密封包装可隔绝空气，防止铁粉与空气中的氧气、水接触发生锈蚀而失效；
(3) 对比实验1和2探究氯化钠的影响，需控制变量，其他条件相同，故m=0；
(4) 探究活性炭对铁锈蚀速率的影响，需仅改变活性炭的有无，其他条件一致，应选实验1和3；
(5) 综合四组实验可知，氯化钠、活性炭及两者共同存在均可加速铁锈蚀速率；
(6) 根据实验数据计算，空气中氧气含量n=20.2%；
(7) 装置A的优点为测量结果更准确、更环保（合理即可）。
【答案】
化学能转化为热能
防止铁粉与空气接触反应而失效
0
1、3
氯化钠、活性炭及两者共同存在均可加速铁锈蚀速率
20.2
测量结果更准确、更环保（合理即可）
【知识点】
化学能与热能的转化，铁的锈蚀，控制变量法
【点评】
本题结合生活中的暖宝宝实例，考查化学反应中的能量转化、铁锈蚀的影响因素及控制变量法的应用，注重实验探究与实际应用的结合，难度适中。
【难度系数】
0.6