如图1是“XX牌贴身暖宝宝”使用说明书,小王等同学阅读了使用说明后,对它的成分和发热原理产生了兴趣,和同学们一起进行了实验探究.
(1)袋内物质中含有的金属元素至少有___种,其外袋材料属于___(填“无机非金属”、“合成”或“复合”)材料.
(2)初步探究成分及发热原理
【提出问题】:“暖宝宝”为什么能发热?
【做出猜想】:“暖宝宝”发出的热量主要来自铁粉氧化(即生锈)的过程.
【设计实验】:
步骤1 | 取A、B两袋“暖宝宝”,将A袋按使用说明打开外袋取出内袋;而B袋不打开外袋.并将两袋样品放置在同样的环境中. | A袋的“暖宝宝”温度很快上升;B袋温度___. | “暖宝宝”发热是由于袋内物质与___接触. |
步骤2 | 24小时后,分别剪开A、B两袋,各取少量袋内物质于两支试管中,分别加入适量稀盐酸. | A袋内物质部分溶解,产生黄色溶液;B袋内物质___. | 用化学方程式表示产生黄色溶液的反应: ___ |
同学们分析铁生锈是一个缓慢氧化的过程,“暖宝宝”放热现象之所以很明显是因为:①铁呈粉末状,活性炭有___性,使铁能与氧气、水等接触充分;②___;
(3)测定“暖宝宝”中的含铁量
取一片包装完好的“暖宝宝”,剪开包装,利用袋内物质立即进行实验.
【实验方法】:取样品m g,利用如图丙所示装置与药品,测反应后生成气体的体积.
【实验步骤】:
①连接仪器,___;
②将实验所用药品装入各仪器中,记录量气管(水准管中水不会溢出)初始刻度;
③打开分液漏斗活塞,加入足量稀硫酸至不再有气泡冒出.在实验过程中,若烧瓶和量气管内气体压强过大,可将水准管___(填“上提”或“下移”).
④等恢复至室温,并___后,再次记录量气管刻度;
【数据处理】:
若实验条件下,氢气的密度为d g/mL,测得氢气体积为v mL.则该“暖宝宝”中铁粉的质量分数的表达式为___.
【交流讨论】:利用丙装置,即使操作无失误,测量结果仍会偏大,原因是___,小王重新设计了一个如图丁的实验装置,利用该装置实验时,在气密性良好的前提下,如果往锥形瓶中注入的稀硫酸体积为V1mL,充分反应后,右侧针筒中气体的读数为V2 mL,则反应生成的氢气的体积为___ mL.
(4)测定“暖宝宝”中的铁、碳质量比
小李取了一片外袋已有部分破损的“暖宝宝”,剪开包装,利用袋内物质立即进行实验.
【查阅资料】:
①2Fe(OH)3═Fe2O3+3H2O;②Fe+2FeCl3═3FeCl2;③在HCl和FeCl3的混合溶液中Fe先与FeCl3反应
【实验记录】:
【实验结论】:经该实验测定,新产品的配料中碳粉和铁粉的质量比为___,该片已有破损的“暖宝宝”中的剩余铁单质的质量为___ g.