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1. 设计实验方案，分析实验原理，解决实验问题是化学重要的学科思想

(1) 图一三个实验均可用于测定空气中O2含量，测得实验过程中密闭容器内O2体积分数随时间的变化关系如图二所示，依据图中信息分析。

①A B均利用铁生锈能消耗进行测定。

②若要比较准确地测定空气中O2的含量最佳实验是(填“A”“B”或C”)。
(2) 铜在潮湿空气中生锈是与CO2、O2和H2O共同作用的结果，仿照铁生锈设计如下实验

①C中Cu的作用（用方程式表示）

②AD对比证明Cu生锈需要，D中尾部NaOH溶液的作用是

③实验有不合理的地方，将B稍作改进即可达目的，在方框内完成装置改进图并标出具体物质。
【考点】
测定空气中的氧气含量; 金属锈蚀的条件及其防护; 探究金属锈蚀的条件;
【答案】

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实验探究题 困难
能力提升
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1.

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：化学能转化为。
（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）

实验编号

铁粉/g

水/mL

活性炭/g

氯化钠/g

测得10min内温度

上升值/℃

1

2

5

0

0

0.1

2

2

5

0

m

3.1

3

2

5

0.2

0

22.0

4

2

5

0.2

0.1

56.3

【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：

装置

集气瓶内空气

体积／mL

实验前烧杯内水的

体积／mL

实验后烧杯内水的

体积／mL

空气中氧气的体积

百分含量

A

200.0

100.0

59.6

n

B

200.0

100.0

66.0

17.0%

（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1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。
实验探究题 普通
2.

氧气在化学中有着举足轻重的地位，实验小组的同学用下图装置测定空气中氧气含量。

【实验改进】

改进一：点火方式改进。

（1）如图2所示，利用电热丝通电放出热量引燃红磷，其优点是（写一点）。

改进二：测量方式改进。

为了帮助同学们更好地理解空气中氧气含量测定的实验原理，老师用气压传感器测定了图1装置内的压强变化，其变化情况如图3所示。

（2）BC段压强增大，原因是。
（3）用木炭代替红磷完成此实验，集气瓶内气压变化趋势与图3（填“相同”或“不同”）。

改进三：反应原理的创新。

小明利用图4测定空气中氧气含量，已知发热剂的主要成分为铁粉、炭粉、水和食盐等，反应原理可简化为铁生锈消耗集气瓶中的氧气。

得数据如表：

实验前的体积

实验后的体积

集气瓶内空气

量筒内水

量筒内剩余水

（4）根据表中数据计算得出空气中氧气的体积分数约为。
（5）小可改进了小明同学的实验，如图5，将同样足量的发热剂均匀涂抹在集气瓶内壁的四周，这样做的目的是。
实验探究题 困难
3. 某化学兴趣小组设计了“测定空气里氧气含量”的如下三个实验，请你分析图1、图2两个实验，回答下列有关问题：

(1) 按图1进行实验，若未冷却到室温就打开止水夹，会导致测出氧气含量(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
(2) 写出红磷燃烧的文字表达式；该反应的基本类型是。
(3) 图2所示用铜测定空气氧气含量进行实验

①实验过程中观察到玻璃管中现象为。

②利用此装置(硬质玻璃管容积为25mL)进行实验，反应结束后，待装置冷却至室温，注射器活塞从原来的15mL刻度处移动至9mL刻度处，该实验测得的氧气体积分数为。(填百分数)
实验探究题 普通