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)。
【表述与交流】人类智慧无穷,趋利避害,化学让我们的生活变得更美好。
【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)。
【表述与交流】人类智慧无穷,趋利避害,化学让我们的生活变得更美好。
答案
(1)化学能转化为热能 (2)防止铁粉与空气接触反应而失效 (3)0 (4)1、3 (5)氯化钠、活性炭及两者共同存在均可加速铁锈蚀速率 (6)20.2 (7)测量结果更准确、更环保(合理即可)
解析:(1)铁生锈会放热,将化学能转化为热能。(2)暖宝宝“不使用时请勿拆开密封包装”的原因是防止铁粉与空气接触反应而失效。(3)对比实验1和2,可探究氯化钠对铁锈蚀速率的影响,可知变量为氯化钠,而其他因素应该控制相同,则m = 0。(4)为探究活性炭对铁锈蚀速率的影响,则活性炭为变量,其他条件相同,同时因为氯化钠对铁锈蚀速率也有影响,需控制氯化钠的质量为0,则应选择的实验组合为实验1、3。(5)对比实验1、2,可探究氯化钠对铁锈蚀速率的影响;对比实验1、3,可探究活性炭对铁锈蚀速率的影响;对比实验2、3、4,可探究氯化钠、活性炭两者共同存在对铁锈蚀速率的影响,综合可得出结论:氯化钠、活性炭及两者共同存在均可加速铁锈蚀速率。(6)$n = \frac{100.0mL - 59.6mL}{200.0mL}×100\% = 20.2\%$。(7)铁生锈发生缓慢氧化消耗氧气更加彻底,测量结果更准确;装置B中生成的五氧化二磷逸散到空气中会造成空气污染。故装置A的优点是测量结果更准确、更环保。
解析:(1)铁生锈会放热,将化学能转化为热能。(2)暖宝宝“不使用时请勿拆开密封包装”的原因是防止铁粉与空气接触反应而失效。(3)对比实验1和2,可探究氯化钠对铁锈蚀速率的影响,可知变量为氯化钠,而其他因素应该控制相同,则m = 0。(4)为探究活性炭对铁锈蚀速率的影响,则活性炭为变量,其他条件相同,同时因为氯化钠对铁锈蚀速率也有影响,需控制氯化钠的质量为0,则应选择的实验组合为实验1、3。(5)对比实验1、2,可探究氯化钠对铁锈蚀速率的影响;对比实验1、3,可探究活性炭对铁锈蚀速率的影响;对比实验2、3、4,可探究氯化钠、活性炭两者共同存在对铁锈蚀速率的影响,综合可得出结论:氯化钠、活性炭及两者共同存在均可加速铁锈蚀速率。(6)$n = \frac{100.0mL - 59.6mL}{200.0mL}×100\% = 20.2\%$。(7)铁生锈发生缓慢氧化消耗氧气更加彻底,测量结果更准确;装置B中生成的五氧化二磷逸散到空气中会造成空气污染。故装置A的优点是测量结果更准确、更环保。
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