資源簡介

跨學科實踐活動11 探究“暖寶寶”組成及其發熱原理
本實踐活動與“鐵生銹”知識內容緊密相連，主要包含以下3個活動任務：任務一 調查常見“暖寶寶”的產品成分；任務二 探究“暖寶寶”快速持續發熱的原理；任務三 探究其使用注意事項的原因。中考的命題也是圍繞這幾個活動任務為命題情境，以化學學科知識如鐵生銹的能量變化等為命題落腳點。在選擇題和填空題、探究題中均有所涉及。
1．（2024·安徽宣城·三模）可以利用鐵粉、活性炭、水和食鹽混合，用塑料等包裝后成自制暖寶寶。下列說法錯誤的是
A．塑料、活性炭都屬于有機合成材料
B．材料中含有的金屬元素都是活潑金屬元素
C．包裝材料既要有密封性也要有透氣性
D．活性炭、食鹽作用主要是加快鐵粉的銹蝕
2．（2024·廣東深圳·二模）鐵生銹的原理能用于制作“暖寶寶”。某“暖寶寶”的成分為鐵粉、蛭石(保溫作用)和吸水性樹脂、食鹽、活性炭。探究小組利用左圖裝置進行探究，實驗結果如圖。下列說法錯誤的是
A．“暖寶寶”發熱原理是Fe粉與H2O、O2反應
B．由O2濃度變化推測，Fe粉可用作食品脫氧劑
C．封裝“暖寶寶”的外包裝袋應選透水、透氣的材料
D．“暖寶寶”能快速放熱，鐵釘生銹需較長時間，說明反應物狀態是影響反應速率的因素之一
3．（2024·安徽宿州·二模）一種“貼身暖寶寶”貼的標簽如圖所示，下列說法錯誤的是
品名：XX牌貼身暖寶寶 成分：袋內物質：鐵粉、水、活性炭、食鹽等 內袋材料：微孔透氣無紡布 外袋材料：不透氣塑料 用法：臨使用前，打開外袋取出內袋，直接貼在衣服上，打開外袋后保持溫暖12小時
A．鐵粉和活性炭都屬于單質
B．暖寶寶中加入稀硫酸會產生氣泡
C．暖寶寶發熱的原理主要是利用鐵生銹放熱
D．內袋使用透氣材料的原因是使袋內的物質與氧氣接觸
4．（19-20九年級上·安徽安慶·期中）暖寶寶貼(主要成分為鐵粉、木炭、食鹽)的熱量來源于鐵粉的氧化。小濤同學設計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶(容積為250mL)中的水的體積為45mL(鐵粉生銹消耗的水忽略不計)。下列說法錯誤的是

A．如果裝置漏氣，會使測量結果偏小
B．本實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為19.6%
C．若裝置氣密性良好，實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足
D．不必等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后就能記錄量筒內剩余水的體積
5．（2023·安徽六安·三模）某種“貼身暖寶寶”的袋內物質如下，下列各組物質所屬類別正確的是
袋內物質：鐵粉、水、活性炭、氯化鈉等
選項 A B C D
物質 鐵粉 活性炭 氯化鈉 水
類別 混合物 含碳化合物 鹽 堿
A．A B．B C．C D．D
6．（2021·湖北武漢·模擬預測）暖寶寶貼（主要成分為鐵粉、木炭、食鹽）的熱量來源于鐵粉的氧化（即鐵與氧氣、水蒸氣發生化學變化，生成固體物質）。小濤同學設計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）中的水體積為45mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計）。下列說法正確的是

A．通過本次實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為18%
B．若實驗前導管中沒有充滿水，則會使實驗結果偏大
C．溫度計溫度未回復到室溫即打開止水夾會使得測定的氧氣的體積分數偏大
D．若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足
7．（2021·安徽合肥·一模）某同學在圖1三頸瓶中加入一定量的暖寶寶原料（主要成分為鐵粉和碳粉），并滴加幾滴水，分別用壓強、氧氣濃度和溫度三種數字傳感器繪制出數據變化圖像如圖2所示，則下列說法正確的是
A．曲線Ⅰ為氧氣變化曲線
B．曲線Ⅱ為溫度變化曲線
C．曲線Ⅰ、Ⅱ開始上升是因為鐵緩慢氧化放熱所致
D．如果暖寶寶原料足量，壓強可降至0
8．（2024·湖北武漢·中考真題）暖寶寶是常見的局部取暖貼劑，使用后的固體中含、鐵粉、碳粉和蛭石。為探究其中各組分的性質和含量，化學項目小組進行如下實驗。（已知：蛭石呈黃褐色，不溶于水，不參加反應；）
(1)取出使用后暖寶寶中的固體，觀察到部分呈黑色。呈黑色的物質是 。
(2)稱取樣品，加入足量水，充分攪拌，過濾得到濾渣甲。向濾渣甲中加入過量的硝酸銅溶液，充分反應后過濾，得到濾渣乙。鐵與硝酸銅反應的化學方程式為 。
(3)向濾渣乙中加入稀硫酸至過量，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣丙，濾渣丙中有紫紅色固體。所得濾液中的陽離子是 （填離子符號）。
(4)將濾渣丙放入硬質玻璃管中，用如圖所示裝置繼續實驗（裝置中試劑均足量）。
加熱硬質玻璃管中的固體至恒重，其質量為。裝置D的質量增加。
①濾渣丙中銅的質量為 （結果精確到）。
②若所測樣品中的質量分數偏大，可能的原因是 （填標號）。
a．沒有連接裝置E b．點燃酒精燈前未先通入一段時間氧氣
c．硬質玻璃管中產生的氣體未被完全吸收 d．實驗結束硬質玻璃管中仍有紫紅色固體殘留
9．（2023·湖南長沙·中考真題）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的物品。小孔同學打開一個使用過的“暖寶寶”內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，于是她把這包固體帶到實驗室，和興趣小組的同學在老師的指導下對這包固體的成分展開了探究。
暖寶寶發熱時間：10小時以上 性能：平均53℃，最高63℃ 主要成分：鐵粉、活性炭、氯化鈉等 注意事項：使用時勿直接接觸皮膚
圖1

表1部分鹽的溶解性表（室溫）
陰離子陽離子 NO3- Cl-
Na+ 溶 溶 溶 溶
Ag+ 溶 不 微 不
【查閱資料】①鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生緩慢氧化而生銹；
②室溫下部分鹽的溶解性如表 1 所示；
③“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素。
【初步判斷】
(1)通過閱讀標簽（如圖 1），大家一致認為打開“暖寶寶”外包裝后，鐵粉與空氣接觸發生緩慢氧化有 熱量的現象；其中出現的紅棕色固體是 。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【進行實驗】
(2)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗：
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗一 取少量固體于試管中，加入足量稀硫酸 固體中有鐵粉
實驗二 取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈加熱，上方罩一個內壁沾有飽和的澄清石灰水的燒杯（如圖2） 澄清石灰水變渾濁 固體中有活性炭
實驗三 取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液中滴加少量 溶液 產生白色沉淀 固體中有氯化鈉
【反思評價】
(3)經過反思，小孔同學認為實驗二不能得出固體中有活性炭的結論，理由是 （寫兩點即可）。小組同學改進裝置后，重新實驗，得出固體中有活性炭的結論。
【實驗拓展】
(4)小曾同學認為利用實驗三的反應原理還可以測出固體中氯化鈉的質量分數。他稱取一定質量的固體于燒杯中，加入足量水， （填實驗操作），再加入足量實驗三所選的溶液，充分反應后經過一系列操作得到固體，并稱量質量，最終計算出了氯化鈉的質量分數。
10．（2022·內蒙古呼和浩特·中考真題）全世界每年因銹蝕造成浪費的金屬高達產量的20%以上，但鐵銹蝕原理卻在日常生活中被廣泛應用，例如暖寶寶、食品脫氧劑等。小組同學對暖寶寶發熱產生興趣，展開探究。
【資料卡片】某品牌暖寶寶的使用說明如圖。
（1）暖寶寶使用時能量的轉化形式為 。
（2）暖寶寶“不使用時請勿拆開密封包裝”的原因是 。
【猜想與假設】暖寶寶成分中氯化鈉、活性炭可能加快鐵銹蝕速率，使反應在短時間內放出大量的熱。
【實驗方案】小組同學通過反應過程中溫度的變化，探究氯化鈉、活性炭及兩者共同存在對鐵銹蝕速率的影響，設計完成如下4組實驗。（實驗在密閉容器中進行）
實驗編號 鐵粉/g 水/mL 活性炭/g 氯化鈉/g 測得10min內溫度上升值/℃
1 2 5 0 0 0.1
2 2 5 m 0.1 3.1
3 2 5 0.2 0 22.0
4 2 5 0.2 0.1 56.3
【解釋與結論】
（3）對比實驗1和2，可探究氯化鈉對鐵銹蝕速率的影響，表中m= 。
（4）為探究活性炭對鐵銹蝕速率的影響，應選擇的實驗組合是 （填實驗編號）。
（5）綜合以上4組實驗得出結論： 。
【拓展與應用】小組同學運用該原理設計如下對比實驗測定空氣中氧氣的含量。
反應結束后，測得的數據如下表：
裝置 集氣瓶內空氣體積／mL 實驗前燒杯內水的體積／mL 實驗后燒杯內水的體積／mL 空氣中氧氣的體積百分含量
A 200.0 100.0 59.6 n
B 200.0 100.0 66.0 17.0%
（6）n= ％（計算結果精確到0.1%）。
（7）結合反應原理和結果思考裝置A的優點： （寫兩點）。
【表述與交流】人類智慧無窮，趨利避害，化學讓我們的生活變得更美好。
11．（2022·貴州畢節·中考真題）一種“貼身暖寶寶”的使用說明書如右，某化學興趣小組圍繞袋內物質展開探究。
品名：XX牌貼身暖寶寶 成分：袋內物質：鐵粉、水、活性炭、食鹽等 內袋材料：微孔透氣無紡布 外袋材料：不透氣塑料 用法：臨使用前，打開外袋取出內袋，直接貼在衣服上，打開外袋后保持溫暖12小時
【提出問題】袋內是否含有鐵粉？
【進行實驗】①取出袋內粉末于濾紙上，與磁鐵充分接觸。②將少量磁鐵吸出的粉末加入足量稀硫酸中。
【收集證據】磁鐵吸出的粉末與稀硫酸劇烈反應得到淺綠色溶液、同時 。
【得出結論】袋內含有鐵粉。
【做出猜想】被磁鐵吸出的鐵粉能在空氣中燃燒。
【獲取事實】將少許鐵粉撒在酒精燈火焰上，鐵粉立即劇烈燃燒、火星四射。
【反思交流】鐵粉燃燒反應的化學方程式為 。鐵絲不能而鐵粉能在空氣中燃燒的原因是 。
【拓展探究】用不同燃料測定空氣里氧氣的含量：分別在圖甲所示裝置的燃燒匙內放置鐵粉、紅磷（均足量），電加熱引燃。氧氣含量隨時間變化情況如圖乙、圖丙：

（1）溫度傳感器顯示，實驗過程中瓶內溫度均 （填“升高”或“降低”）。
（2）待鐵粉熄滅并恢復至室溫后，打開彈簧夾，進入瓶內的水約占原水面上方空間體積的 。
（3）分析圖乙、圖丙可知，實驗中消耗氧氣更徹底的是 （填“鐵粉”或“紅磷”，下同），消耗氧氣速率更快的是 。
12．（2024·四川成都·二模）某學習小組對鐵銹蝕進行探究活動。
【提出問題】鐵銹蝕與哪些因素有關
【設計與實驗探究】
【活動一】定性探究鐵銹蝕的因素
取四枚相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管，試管①棉花中有氧化鈣干燥劑，試管②③④⑤中均用煮沸過的蒸餾水。試管②水上面覆蓋植物油，且淹沒鐵釘，試管④中滴加少量醋酸，試管⑤中滴加飽和食鹽水，進行圖1實驗，現象如表。
試管 一周后想象
① 鐵釘表面無明顯變化
② 鐵釘表面無明顯變化
③ 鐵釘表面有一層鐵銹
④ 鐵釘表面有較厚鐵銹
⑤ 鐵釘表面有較厚鐵銹
(1)對比試管①②③中實驗現象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的 發生化學反應。
(2)對比③④⑤試件中實驗現象，說明 會加快鐵銹蝕。
(3)鐵銹蝕后應及時除銹的原因是 ，寫出用稀硫酸除鐵銹的化學方程式 。
【活動二】定量探究鐵銹蝕的因素
小組設計了如圖2裝置，檢查氣密性，廣口瓶中盛放飽和氯化鈉溶液、0.5mm經砂紙打磨光亮細鐵絲纏繞的酥松小團。實驗結果如圖3、4，回答下列問題。
(4)根據圖3得出鐵生銹與溫度關系為 。
(5)對比圖3和圖4，你能得出的結論是 。
【實驗結論】
(6)你總結出防止鐵生銹的方法有 。
a.防止與氧氣或水接觸
b.避免高溫環境
c.鋼鐵表面形成保護層
d.多用酸來浸洗
【活動三】制作并運用“暖寶寶”
任何事物都有正反兩面，小組同學利用鐵生銹原理選用了鐵粉、活性炭、氯化鈉、蛭石（保溫）等制作“暖寶寶”，并用制作好的“暖寶寶”粘在錐形瓶壁上如圖5進行空氣中氧氣含量測定實驗，一段時間后相關數據如表2。
實驗前的體積 實驗后的體積
錐形瓶內空氣（含導管內空氣） 量筒內水 量筒內剩余水
240.0mL 100.0mL 53.0mL
(7)用此方法測出空氣中氧氣含量約為 （保留1位小數）。
(8)分析“暖寶寶”中活性炭的作用可能為 。
13．（2024·廣東云浮·二模）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的生活用品。某同學打開一個使用過的“暖寶寶”內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，于是該同學把這包固體帶到實驗室，和興趣小組的同學在老師的指導下對這包固體的成分展開了探究。
【查閱資料】①鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生緩慢氧化而生銹。
②室溫下部分鹽的溶解性如表1所示。
表1 部分鹽的溶解性表(室溫)
陽離子 陰離子
溶 溶 溶 溶
溶 不 微 不
③“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素。
【初步判斷】
(1)通過閱讀圖1標簽，大家一致認為使用“暖寶寶”的過程中，鐵粉與空氣接觸發生 (填反應的類型)，并有 (填“吸熱”或“放熱”)的現象；其中出現的紅棕色物質是 (填物質名稱)。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【進行實驗】
(2)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗。
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗一 取少量固體于試管中，加入足量的稀硫酸 固體中有鐵粉
實驗二 取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈加熱，上方罩一個內壁沾有飽和的澄清石灰水的燒杯(如圖2) 澄清石灰水變渾濁。 固體中有活性炭
實驗三 取少量固體于燒杯中，加入足量的水溶解，過濾，濾液中滴加少量 溶液。 產生白色沉淀。 固體中有氯化鈉
【反思評價】
(3)經過反思，該同學認為實驗二不能得出固體中有活性炭的結論，理由是 。小組同學改進裝置后，重新實驗，得出固體中有活性炭的結論。
【實驗拓展】
(4)該實驗小組的另一位同學認為利用實驗三的反應原理還可以測出固體中氯化鈉的質量分數。他稱取質量為m1的固體于燒杯中，加入足量的水，充分溶解后過濾、洗滌，然后向濾液中加入足量實驗三所選的溶液，待反應完全，將產生的白色沉淀經過過濾、洗滌、 ，稱量其質量為m2，據此計算固體中氯化鈉的質量分數為 (用含m1、m2的表達式表示)。
14．（2024·江西·模擬預測）“暖寶寶”是一種生活常用物品。同學們對“暖寶寶”的發熱原理及成分充滿好奇，在老師的指引下，他們開展了“暖寶寶的秘密探索”項目實踐活動。
任務一：探究“暖寶寶”的發熱原理
【查閱資料】
①“暖寶寶”袋內為黑色固體，主要成分有鐵粉、活性炭、氯化鈉、蛭石、水等，除氯化鈉外，其他成分不含氯元素。
②蛭石是一種硅酸鹽礦物，屬于保溫材料。
【實驗探究】
(1)拆開“暖寶寶”的外包裝，發現“暖寶寶”的溫度逐漸升高。冷卻后，拆開“暖寶寶”的內包裝，發現黑色粉末中摻雜有紅棕色的固體。小組討論得知“暖寶寶”的發熱原理為：鐵粉與空氣中的 共同作用發生緩慢氧化放出熱量。
任務二：驗證“暖寶寶”的主要成分
(2)取少量未曾使用過的“暖寶寶”內的固體分別進行以下操作
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
步驟1：取少量固體于試管中，加入足量稀硫酸。 觀察到 。 固體中含有鐵
步驟2：取少量固體于燃燒匙中，在酒精燈上加熱，上方罩一個內壁沾有澄清石灰水的燒杯(如圖所示)。 澄清石灰水變渾濁 固體中含有活性炭
步驟3：取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液滴加少量 和稀硝酸。 產生白色沉淀，沉淀不溶于硝酸。 固體中含有氯化鈉
寫出步驟3涉及的化學方程式： 。
【反思與評價】
(3)小吳認為步驟2不能得到固體中含有活性炭的結論，理由是 。
任務三：測定“暖寶寶”中活性炭的質量分數
為了準確檢測固體中含有活性炭，并測定“暖寶寶”中活性炭的質量分數，同學們設計了如圖所示的實驗裝置。(實驗前已排盡裝置內的空氣，B、C、D中藥品均足量，堿石灰是NaOH和CaO的固體混合物)。
(4)為了測定“暖寶寶”中活性炭的質量分數，需測定反應前“暖寶寶”固體的質量及反應前后 (填裝置編號)裝置增重的質量。
(5)小周同學提出，不需要裝置E也可以達到實驗目的，遭到了大多數同學的反對，理由是 。
15．（2024·內蒙古鄂爾多斯·二模）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的物品。興趣小組同學打開使用過的"暖寶寶"內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，在老師的指導下對這包固體的成分展開探究。
【資料卡片】某品牌暖寶寶的使用說明如圖。
【初步判斷】
大家一致認為打開“暖寶寶"外包裝后，鐵粉與空氣接觸發生緩慢氧化生成紅棕色固體。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【進行實驗】
(1)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗：
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗一：取少量固體于試管中，加入足量稀鹽酸 固體中有鐵粉
實驗二：取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈加熱，上方罩一個內壁沾有飽和的澄清石灰水的燒杯（如下圖） 澄清石灰水變渾濁 固體中有活性炭
實驗三：取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液中滴加少量 溶液 產生白色沉淀 固體中有氯化鈉
【反思評價】
(2)除了實驗一的方法可驗證暖寶寶中含有鐵粉，小組內同學提出用更簡便的物理方法也能證明，同學們的實驗操作是 。
(3)你認為實驗二能不能得出固體中有活性炭的結論并說明理由： 。
16．（2024·廣東東莞·二模）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的物品。小孔同學打開一個使用過的“吸寶寶”內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，于是她把這包固體帶到實驗室，和興趣小組的同學在老師的指導下對這包固體的成分展開了探究。
【查閱資料】
①鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生緩慢氧化而生銹；
②“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素。
【初步判斷】
(1)通過閱讀標簽（如1圖），大家一致認為使用“暖寶寶”的過程中，鐵扮與空氣接觸發生了 （埃“物理變化”或“化學變化”），并有 （填“吸熱”或“放熱”）的現象；其中出現的紅棕色物質是 （填物質名稱）。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【實驗探究】
(2)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗：
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗1 取少量固體于試管中，加入足量的稀硫酸 有鐵粉
實驗2 取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈灼燒，上方罩一個內壁沾有澄清石失水的燒杯（如2圖） 澄清石灰水變渾濁 有活性炭
實驗3 取少量固體于燒杯中，加入足量的水溶解，過濾，往濾液中滴加少量 溶液 產生白色沉淀 有氯化鈉
(3)寫出實驗3中反應的化學方程式 。
【反思評價】
(4)小孔同學認為實驗2不能得出固體中有活性炭的結論，理由是 （寫一點）。
17．（2024·福建泉州·模擬預測）某品牌“暖寶寶”貼說明書的部分內容如圖所示；
品名：××牌“暖寶寶”貼 外袋材料：不透氣塑料 內袋材料：微孔透氣無紡布 袋內物質：鐵粉、水、活性炭、氯化鈉等 用法：打開外袋取出內袋，直接貼在衣服上
(1)“暖寶寶”貼的反應原理是鐵生銹，即鐵與 、 ，兩種物質共同作用的結果；由此推測“暖寶寶”貼使用微孔透氣無紡布的原因是 ；
Ⅰ．探究“暖寶寶”貼中活性炭和氯化鈉對鐵生銹的影響
【實驗1】小組同學設計實驗如下表：
序號 藥品
鐵粉 水 氧氣 活性炭 氯化鈉
實驗1 4g 2mL 空氣中 0g 0g
實驗2 a 2mL 空氣中 0g 2g
實驗3 4g 2mL 空氣中 b 0g
實驗4 4g 2mL 空氣中 2g 2g
(2)請將表格補充完整： ， g；
(3)小組同學的實驗結果如下圖所示：
結合曲線圖分析，你得到的實驗結論是 ；
Ⅱ．探究使用后的“暖寶寶”貼中是否存在剩余的鐵粉
【查閱資料】鐵粉在空氣中可以燃燒
【實驗2】小組同學打開使用過的“暖寶寶”貼內包裝袋，發現紅棕色固體中摻雜有黑色物質，小組同學分別進行如下實驗：
甲同學取適量固體于試管中，加入足量稀硫酸；
乙同學取少量固體于燃燒匙中，用酒精燈點燃；
丙同學取適量固體于試管中，加入適量硫酸銅溶液；
(4)實驗分析與討論
①甲同學證明存在鐵粉，他觀察到的現象是 ；
②乙同學觀察到樣品能燃燒，證明存在鐵粉；
同學們指出該方案不可行，理由是 ；
③丙同學的實驗也證明存在鐵粉，反應的化學方程式為 ；
Ⅲ．探究使用后的“暖寶寶”貼固體中鐵元素的質量分數
【實驗3】取樣品加足量稀硫酸和過氧化氫溶液，充分反應后過濾，往濾液中加入適量氫氧化鈉溶液，使鐵元素全部轉化為沉淀，過濾、洗滌并干燥，最終得到的質量為；
(5)樣品中鐵元素的質量分數為 （列出用a、b表示的計算式即可）。
18．（23-24九年級下·河北石家莊·階段練習）北京2022年冬奧會開幕式現場，組委會為參加開幕式的觀眾準備了貼心禮包。禮包里有國旗和2022冬奧會旗幟、口罩和消毒濕巾，還有用于保暖的帽子、手套、暖寶寶、坐墊蓋毯。
化學小組的同學對“暖寶寶”（標簽如下圖）感到好奇，進行了如下探究活動。
【產品名稱】一次性發熱貼 【主要成分】鐵粉、活性炭、水、吸水性樹脂（可反復吸水）、食鹽、蛭石（保溫隔熱） 【產品性能】平均溫度53℃，持續時間≥10h
【提出問題】暖寶寶能快速發熱的原理是什么？
【實驗探究】
(1)探究一：暖寶寶發熱的原理
按如下圖裝置進行實驗，從采集的數據可知：氧氣濃度減小。實驗結束并恢復室溫后，觀察到燒杯中液面 （填“升高”“降低”或“不變”），暖寶寶由黑色變為紅褐色。結合暖寶寶的成分，小組討論得出發熱原理：4Fe+ + =4Fe(OH)3該反應放熱。
(2)探究二：暖寶寶快速發熱的原理
分別將上圖中暖寶寶樣品換成下表中四種方案中的藥品進行對比實驗，請補全實驗方案
實驗方案 藥品
方案一 4g鐵粉、2ml水
方案二 4g鐵粉、2ml水、2g氯化鈉
方案三 4g鐵粉、2ml水、2g活性炭
方案四 4g鐵粉、2ml水、
使用溫度傳感器收集數據并生成下圖的圖像。
【實驗結論】綜合探究一的實驗現象，分析探究二的圖像，總結暖寶寶能快速發熱的原理是 。
【分析討論】經討論，大家一致認為暖寶寶中活性炭的作用還能使鐵粉與氧氣充分接觸，利用的是活性炭的 性。
【交流反思】下列說法正確的是 （填序號）。
A．暖寶寶的運輸和保存無需注意防潮
B．僅用稀鹽酸無法檢驗暖寶寶是否失效
C．可以用暖寶寶代替紅磷測定空氣中氧氣的含量
19．（2021·浙江衢州·中考真題）2020年12月，貼滿“暖寶寶”的嫦娥五號返回器圖片（如圖1）火遍全網。給返回器貼“暖寶寶”是為了防止它攜帶的推進劑無水肼（N2H4）凝固。
（1）無水肼中各元素的質量分數模型如圖2所示，圖中甲表示的元素是 。
（2）下列關于無水肼說法正確的有 。
A．無水肼的相對分子質量是32
B．無水肼中氮元素的化合價為﹣2價
C．無水肼分子由氮元素和氫元素組成
D．無水肼由2個氮原子和4個氫原子構成跨學科實踐活動11 探究“暖寶寶”組成及其發熱原理
本實踐活動與“鐵生銹”知識內容緊密相連，主要包含以下3個活動任務：任務一 調查常見“暖寶寶”的產品成分；任務二 探究“暖寶寶”快速持續發熱的原理；任務三 探究其使用注意事項的原因。中考的命題也是圍繞這幾個活動任務為命題情境，以化學學科知識如鐵生銹的能量變化等為命題落腳點。在選擇題和填空題、探究題中均有所涉及。
1．（2024·安徽宣城·三模）可以利用鐵粉、活性炭、水和食鹽混合，用塑料等包裝后成自制暖寶寶。下列說法錯誤的是
A．塑料、活性炭都屬于有機合成材料
B．材料中含有的金屬元素都是活潑金屬元素
C．包裝材料既要有密封性也要有透氣性
D．活性炭、食鹽作用主要是加快鐵粉的銹蝕
【答案】A
【詳解】A、塑料屬于有機合成材料，活性炭不屬于有機合成材料，符合題意；
B、鐵粉由鐵元素組成，活性炭主要成分是碳，碳由碳元素組成，水由氫、氧元素組成，食鹽主要成分是氯化鈉，氯化鈉由鈉元素和氯元素組成，由“金”字旁可知，鈉元素和鐵元素屬于金屬元素，且鈉和鐵均屬于活潑金屬，不符合題意；
C、包裝材料要密封完好以防止內部成分散落，又要透氣性良好使外界空氣能夠進入、內部熱量可以散出，不符合題意；
D、暖寶寶能發熱，是因為鐵能與氧氣和水反應生成鐵銹，放出熱量，活性炭、食鹽可以加速鐵粉的銹蝕，不符合題意。
故選A。
2．（2024·廣東深圳·二模）鐵生銹的原理能用于制作“暖寶寶”。某“暖寶寶”的成分為鐵粉、蛭石(保溫作用)和吸水性樹脂、食鹽、活性炭。探究小組利用左圖裝置進行探究，實驗結果如圖。下列說法錯誤的是
A．“暖寶寶”發熱原理是Fe粉與H2O、O2反應
B．由O2濃度變化推測，Fe粉可用作食品脫氧劑
C．封裝“暖寶寶”的外包裝袋應選透水、透氣的材料
D．“暖寶寶”能快速放熱，鐵釘生銹需較長時間，說明反應物狀態是影響反應速率的因素之一
【答案】C
【詳解】A、鐵的銹蝕是緩慢氧化，此反應過程中會放出熱量，因此“暖寶寶”發熱原理是Fe粉與H2O、O2反應，選項說法正確；
B、由圖示信息可知，裝置內的氧氣的濃度降至較低濃度，因此Fe粉可用作食品脫氧劑，選項說法正確；
C、封裝“暖寶寶”的外包裝袋應選不透水、不透氣的材料，這樣才能保證“暖寶寶”不失效，選項說法錯誤；
D、“暖寶寶”中的鐵粉是粉末狀的，能快速放熱，鐵釘生銹需較長時間，說明反應物的表面積是影響反應速率的因素之一，選項說法正確。
故選C。
3．（2024·安徽宿州·二模）一種“貼身暖寶寶”貼的標簽如圖所示，下列說法錯誤的是
品名：XX牌貼身暖寶寶 成分：袋內物質：鐵粉、水、活性炭、食鹽等 內袋材料：微孔透氣無紡布 外袋材料：不透氣塑料 用法：臨使用前，打開外袋取出內袋，直接貼在衣服上，打開外袋后保持溫暖12小時
A．鐵粉和活性炭都屬于單質
B．暖寶寶中加入稀硫酸會產生氣泡
C．暖寶寶發熱的原理主要是利用鐵生銹放熱
D．內袋使用透氣材料的原因是使袋內的物質與氧氣接觸
【答案】A
【詳解】A、鐵粉是由鐵元素組成的純凈物，屬于單質，活性炭的主要成分是碳，屬于混合物，故A說法錯誤；
B、暖寶寶中加入稀硫酸，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，可觀察到會產生氣泡，故B說法正確；
C、鐵與氧氣和水通性接觸會發生銹蝕，鐵生銹，放熱，則暖寶寶發熱的原理主要是利用鐵生銹放熱，故C說法正確；
D、內袋使用透氣材料的原因是使袋內的物質與氧氣接觸，鐵與氧氣和水接觸會發生銹蝕，鐵生銹，放熱，則可以使暖寶寶發熱，故D說法正確；
故選：A。
4．（19-20九年級上·安徽安慶·期中）暖寶寶貼(主要成分為鐵粉、木炭、食鹽)的熱量來源于鐵粉的氧化。小濤同學設計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶(容積為250mL)中的水的體積為45mL(鐵粉生銹消耗的水忽略不計)。下列說法錯誤的是

A．如果裝置漏氣，會使測量結果偏小
B．本實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為19.6%
C．若裝置氣密性良好，實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足
D．不必等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后就能記錄量筒內剩余水的體積
【答案】D
【詳解】A、如果裝置漏氣，在冷卻至室溫的過程中，外界空氣進入，占據了一定的體積，會導致測定結果偏小，不符合題意；
B、鐵粉氧化消耗氧氣，待完全反應后，逐漸冷卻至室溫，由于消耗了氧氣，裝置內壓強減少，打開彈簧夾，量筒中的水進入集氣瓶，進入水的體積就是消耗氧氣的體積，故該實驗測得空氣中氧氣的體積分數為：，不符合題意；
C、若裝置氣密性良好，實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足，不能將裝置內氧氣耗盡，不符合題意；
D、應等溫度計的讀數恢復至實驗前的溫度后，才能打開彈簧夾，記錄量筒內剩余水的體積，否則氣體受熱膨脹占據了一定的體積，導致實驗結果偏小，符合題意。
故選D。
5．（2023·安徽六安·三模）某種“貼身暖寶寶”的袋內物質如下，下列各組物質所屬類別正確的是
袋內物質：鐵粉、水、活性炭、氯化鈉等
選項 A B C D
物質 鐵粉 活性炭 氯化鈉 水
類別 混合物 含碳化合物 鹽 堿
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【詳解】A、鐵粉是金屬單質，屬于純凈物，說法錯誤；
B、活性炭由碳元素組成，屬于混合物，說法錯誤；
C、氯化鈉是由氯離子和鈉離子構成的鹽，說法正確；
D、水是由氫元素和氧元素組成的氧化物，說法錯誤。
故選C。
6．（2021·湖北武漢·模擬預測）暖寶寶貼（主要成分為鐵粉、木炭、食鹽）的熱量來源于鐵粉的氧化（即鐵與氧氣、水蒸氣發生化學變化，生成固體物質）。小濤同學設計使用暖寶寶貼來測定空氣中氧氣的含量，實驗開始前的裝置如圖所示，實驗后從量筒中流入玻璃瓶（容積為250mL）中的水體積為45mL（鐵粉生銹消耗的水忽略不計）。下列說法正確的是

A．通過本次實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為18%
B．若實驗前導管中沒有充滿水，則會使實驗結果偏大
C．溫度計溫度未回復到室溫即打開止水夾會使得測定的氧氣的體積分數偏大
D．若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足
【答案】D
【詳解】A、通過本次實驗數據測得空氣中氧氣的體積分數為：，錯誤。
B、若實驗前導管中沒有充滿水，導致進入瓶內的水偏少，則會使實驗結果偏小，錯誤；
C、溫度計溫度未回復到室溫即打開止水夾，導致進入瓶內的水偏少，會使得測定的氧氣的體積分數偏小，錯誤；
D、若實驗測得空氣中氧氣體積分數偏低，可能是暖寶寶貼的使用數量不足，導致氧氣不能完全反應，正確。
故選：D。
7．（2021·安徽合肥·一模）某同學在圖1三頸瓶中加入一定量的暖寶寶原料（主要成分為鐵粉和碳粉），并滴加幾滴水，分別用壓強、氧氣濃度和溫度三種數字傳感器繪制出數據變化圖像如圖2所示，則下列說法正確的是
A．曲線Ⅰ為氧氣變化曲線
B．曲線Ⅱ為溫度變化曲線
C．曲線Ⅰ、Ⅱ開始上升是因為鐵緩慢氧化放熱所致
D．如果暖寶寶原料足量，壓強可降至0
【答案】C
【解析】通過題中信息可知，暖寶寶原料主要成分為鐵粉和碳粉，滴加幾滴水后，暖寶寶中的物質發生緩慢氧化，消耗氧氣，使氧氣濃度降低，會導致容器內氣壓減小；但緩慢氧化會放出熱量，使容器內氣體受熱膨脹，容器內氣壓增大，而放熱時使氣壓增大的幅度要大于因氧氣消耗而使氣壓減小的幅度，故在放熱過程中容器內氣壓呈上升趨勢，但當反應完成后，溫度冷卻至室溫，容器內氣壓會低于原來的氣壓。由于反應消耗了氧氣，所以氧氣的濃度呈一直下降的趨勢；反應過程放出大量熱量，溫度升高，待反應結束后，設備恢復到室溫。
【詳解】A、鐵進行氧化反應放熱，容器內溫度升高，反應結束后，溫度逐漸恢復到室溫。曲線Ⅰ中，反應前后數值相等，為溫度變化曲線，此選項錯誤；
B、由分析可知，反應放熱導致氣壓增大的幅度大于氧氣被消耗導致氣壓被減小的幅度，所以容器內氣壓先升后降，當溫度冷卻到室溫時，容器內氣壓要比正常低。曲線Ⅱ中數值先增大后減小，為壓強變化曲線，此選項錯誤；
C、根據分析可知，曲線Ⅰ是溫度變化曲線、曲線Ⅱ是壓強變化曲線；曲線Ⅰ、Ⅱ開始上升是因為鐵緩慢氧化放熱所致，此選項正確；
D、如果暖寶寶原料足量，壓強不能降至0，是因為容器內還有不能被消耗氮氣、稀有氣體等氣體，此選項錯誤。
故選C。
8．（2024·湖北武漢·中考真題）暖寶寶是常見的局部取暖貼劑，使用后的固體中含、鐵粉、碳粉和蛭石。為探究其中各組分的性質和含量，化學項目小組進行如下實驗。（已知：蛭石呈黃褐色，不溶于水，不參加反應；）
(1)取出使用后暖寶寶中的固體，觀察到部分呈黑色。呈黑色的物質是 。
(2)稱取樣品，加入足量水，充分攪拌，過濾得到濾渣甲。向濾渣甲中加入過量的硝酸銅溶液，充分反應后過濾，得到濾渣乙。鐵與硝酸銅反應的化學方程式為 。
(3)向濾渣乙中加入稀硫酸至過量，充分反應后過濾，得到濾液和濾渣丙，濾渣丙中有紫紅色固體。所得濾液中的陽離子是 （填離子符號）。
(4)將濾渣丙放入硬質玻璃管中，用如圖所示裝置繼續實驗（裝置中試劑均足量）。
加熱硬質玻璃管中的固體至恒重，其質量為。裝置D的質量增加。
①濾渣丙中銅的質量為 （結果精確到）。
②若所測樣品中的質量分數偏大，可能的原因是 （填標號）。
a．沒有連接裝置E b．點燃酒精燈前未先通入一段時間氧氣
c．硬質玻璃管中產生的氣體未被完全吸收 d．實驗結束硬質玻璃管中仍有紫紅色固體殘留
【答案】(1)鐵粉、碳粉
(2)
(3)
(4) ab
【詳解】（1）暖寶寶使用后的固體中含、鐵粉、碳粉和蛭石，觀察到部分呈黑色，其中呈黑色的物質是鐵粉、碳粉；
（2）鐵與硝酸銅反應生成銅和硝酸亞鐵，化學方程式為；
（3）稱取樣品，加入足量水，充分攪拌，過濾得到濾渣甲。減少的質量為溶解的氯化鈉的質量，則原固體中含有氯化鈉的質量為15g-14g=1g；濾渣甲中含有、鐵粉、碳粉和蛭石。
向濾渣甲中加入過量的硝酸銅溶液，鐵與硝酸銅反應生成銅和硝酸亞鐵，充分反應后過濾得到濾渣乙，反應后增加的質量為15.2g-14g=1.2g。設生成的銅的質量為a，消化的鐵的質量為b，則，，。所以原固體中含有鐵的質量為8.4g。通過反應，生成的銅的總質量是9.6g。濾渣乙中含有Fe2O3、Fe(OH)3、碳粉、蛭石和銅（9.6g）。
向濾渣乙中加入稀硫酸至過量，氧化鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，氫氧化鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵和水，銅與硫酸鐵反應生成硫酸銅和硫酸亞鐵，碳粉、蛭石不參加反應，銅有剩余，則濾渣丙中有碳粉、蛭石、銅。因銅有剩余，則溶液中硫酸鐵完全反應，所得濾液中有過量的硫酸，生成的硫酸銅和硫酸亞鐵，則濾液中含有的陽離子是；
（4）①濾渣丙在有氧氣的情況下加熱。碳和氧氣反應生成二氧化碳，進入D被氫氧化鈉溶液吸收，則裝置D增加的質量為生存二氧化碳的質量。根據質量守恒定律，反應前后元素的種類和質量不變，濾渣丙中碳的質量（也是原固體中碳的質量）為。所以濾渣丙中銅和蛭石的總質量為10.18g-1.2g=8.98g（10.18g-m碳）。
加熱過程中濾渣丙中的銅和氧氣反應生成氧化銅，根據質量守恒定律反應前后物質的總質量不變可知，與銅反應的氧氣的質量為11.06g-8.98g=2.08g（11.06g-（10.18g-m碳）=0.88g+m碳）。設濾渣丙中銅的質量為y，，（），故濾渣丙中銅的質量為；
②計算得出碳的質量（m碳），樣品中Fe(OH)3質量（m氫氧化鐵）
通過m碳，可計算出銅和蛭石的總質量。可計算出濾渣丙中銅的質量(見上面解析)。則進一步計算出蛭石的質量，進一步可得出混合物中的質量之和為=。
與硫酸鐵反應的銅的質量為。根據Cu+Fe2(SO4)3=CuSO4+2FeSO4，可得出參與反應的銅元素與鐵元素的質量比為64:112，鐵元素的質量為。化學反應前后元素的種類和質量不變，則氧化鐵、氫氧化鐵中鐵元素的質量為。
結合氧化鐵、氫氧化鐵的總質量（下面表示為m總）與其中鐵元素的質量（下面表示為m鐵元素），可求出氧化鐵和氫氧化鐵的質量。關系可表示如下：
m氫氧化鐵=m總-m氧化鐵，，。則：
，可以看出m碳越大，則計算得到的m氫氧化鐵越大。
如實驗中硬質玻璃管中的銅沒有全部轉化為氧化銅，硬質玻璃管中剩余銅的質量（mCu剩余）。則通過計算得出的結果如上述分析。實際的m氫氧化鐵的情況如下：
實際的m碳不變，實際濾渣丙中銅的質量為在計算結果的基礎上+mCu剩余，是。則實際蛭石的質量，實際混合物中Fe2O3、Fe(OH)3的質量之和為=。
實際與硫酸鐵反應的銅的質量為，實際氧化鐵、氫氧化鐵中鐵元素的質量為。則實際的m氫氧化鐵質量與mCu剩余的關系為：
，與計算得出的m氫氧化鐵比較可知，實際的m氫氧化鐵更大。所以銅有剩余，測得的m氫氧化鐵是計算的結果，測得的結果偏小。
樣品總質量一定，則m氫氧化鐵越大，樣品中Fe(OH)3的質量分數越大。即m氫氧化鐵結果偏大，Fe(OH)3的質量分數偏大。
a.沒有連接裝置E，空氣中的二氧化碳進入裝置D，使得裝置D增重質量偏大，則計算得出的碳粉的質量（m碳）偏大。則計算得出的氫氧化鐵的質量偏大，符合題意；
b、點燃酒精燈前未先通入一段時間氧氣，裝置內空氣中的二氧化碳進入裝置D，使得裝置D增重質量偏大，則計算得出的碳粉的質量（m碳）偏大。則計算得出的氫氧化鐵的質量偏大，符合題意；
c、硬質玻璃管中產生的氣體未被完全吸收，使得裝置D增重質量偏小，則計算得出的碳粉的質量（m碳）偏小，則計算得出的氫氧化鐵的質量偏小，不符合題意；
d、實驗結束硬質玻璃管中仍有紫紅色固體殘留，說明銅沒有完全反應。則計算得出的氫氧化鐵的質量偏小。不符合題意。
故選ab。
9．（2023·湖南長沙·中考真題）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的物品。小孔同學打開一個使用過的“暖寶寶”內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，于是她把這包固體帶到實驗室，和興趣小組的同學在老師的指導下對這包固體的成分展開了探究。
暖寶寶發熱時間：10小時以上 性能：平均53℃，最高63℃ 主要成分：鐵粉、活性炭、氯化鈉等 注意事項：使用時勿直接接觸皮膚
圖1

表1部分鹽的溶解性表（室溫）
陰離子陽離子 NO3- Cl-
Na+ 溶 溶 溶 溶
Ag+ 溶 不 微 不
【查閱資料】①鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生緩慢氧化而生銹；
②室溫下部分鹽的溶解性如表 1 所示；
③“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素。
【初步判斷】
(1)通過閱讀標簽（如圖 1），大家一致認為打開“暖寶寶”外包裝后，鐵粉與空氣接觸發生緩慢氧化有 熱量的現象；其中出現的紅棕色固體是 。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【進行實驗】
(2)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗：
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗一 取少量固體于試管中，加入足量稀硫酸 固體中有鐵粉
實驗二 取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈加熱，上方罩一個內壁沾有飽和的澄清石灰水的燒杯（如圖2） 澄清石灰水變渾濁 固體中有活性炭
實驗三 取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液中滴加少量 溶液 產生白色沉淀 固體中有氯化鈉
【反思評價】
(3)經過反思，小孔同學認為實驗二不能得出固體中有活性炭的結論，理由是 （寫兩點即可）。小組同學改進裝置后，重新實驗，得出固體中有活性炭的結論。
【實驗拓展】
(4)小曾同學認為利用實驗三的反應原理還可以測出固體中氯化鈉的質量分數。他稱取一定質量的固體于燒杯中，加入足量水， （填實驗操作），再加入足量實驗三所選的溶液，充分反應后經過一系列操作得到固體，并稱量質量，最終計算出了氯化鈉的質量分數。
【答案】(1) 放出 氧化鐵/Fe2O3
(2) 產生氣泡 硝酸銀（或 AgNO3）
(3)酒精燃燒也會產生二氧化碳，使石灰水變渾濁；溫度升高氫氧化鈣的溶解度減小，飽和石灰水變渾濁
(4)充分溶解后過濾，洗滌燒杯和玻璃棒，洗滌濾渣 2~3 次，洗凈后將洗滌液合并到濾液中
【詳解】（1）根據圖1，暖寶寶是來取暖的，則打開“暖寶寶”外包裝后，鐵粉與空氣接觸發生緩慢氧化有放出熱量的現象；鐵生銹產生了鐵銹，則紅棕色固體是氧化鐵（或 Fe2O3）；
（2）實驗一：固體中有鐵粉，鐵和硫酸反應產生硫酸亞鐵和氫氣，則會觀察到產生氣泡；
實驗三：固體中有氯化鈉，“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素，則要檢驗氯離子，氯化鈉和硝酸銀反應產生氯化銀沉淀和硝酸鈉，則要加入硝酸銀溶液；故填：硝酸銀（或 AgNO3）；
（3）實驗二使用了酒精燈，圖2，酒精燃燒會產生水和二氧化碳，二氧化碳使石灰水變渾濁；酒精燃燒時產生熱量，燒杯內壁涂有澄清的石灰水，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，也會變渾濁；故填：酒精燃燒也會產生二氧化碳，使石灰水變渾濁；溫度升高氫氧化鈣的溶解度減小，飽和石灰水變渾濁；
（4）在氯化鈉溶液中加入硝酸銀后產生氯化銀沉淀，根據氯化銀的質量計算氯化鈉的質量，進而計算氯化鈉的質量分數；所以要除去固體中的鐵、活性炭，則需要過濾，則稱取一定質量的固體于燒杯中，加入足量水，充分溶解后過濾，洗滌燒杯和玻璃棒，洗滌濾渣 2~3 次，洗凈后將洗滌液合并到濾液中，減少誤差；故填：充分溶解后過濾，洗滌燒杯和玻璃棒，洗滌濾渣 2~3 次，洗凈后將洗滌液合并到濾液中。
10．（2022·內蒙古呼和浩特·中考真題）全世界每年因銹蝕造成浪費的金屬高達產量的20%以上，但鐵銹蝕原理卻在日常生活中被廣泛應用，例如暖寶寶、食品脫氧劑等。小組同學對暖寶寶發熱產生興趣，展開探究。
【資料卡片】某品牌暖寶寶的使用說明如圖。
（1）暖寶寶使用時能量的轉化形式為 。
（2）暖寶寶“不使用時請勿拆開密封包裝”的原因是 。
【猜想與假設】暖寶寶成分中氯化鈉、活性炭可能加快鐵銹蝕速率，使反應在短時間內放出大量的熱。
【實驗方案】小組同學通過反應過程中溫度的變化，探究氯化鈉、活性炭及兩者共同存在對鐵銹蝕速率的影響，設計完成如下4組實驗。（實驗在密閉容器中進行）
實驗編號 鐵粉/g 水/mL 活性炭/g 氯化鈉/g 測得10min內溫度上升值/℃
1 2 5 0 0 0.1
2 2 5 m 0.1 3.1
3 2 5 0.2 0 22.0
4 2 5 0.2 0.1 56.3
【解釋與結論】
（3）對比實驗1和2，可探究氯化鈉對鐵銹蝕速率的影響，表中m= 。
（4）為探究活性炭對鐵銹蝕速率的影響，應選擇的實驗組合是 （填實驗編號）。
（5）綜合以上4組實驗得出結論： 。
【拓展與應用】小組同學運用該原理設計如下對比實驗測定空氣中氧氣的含量。
反應結束后，測得的數據如下表：
裝置 集氣瓶內空氣體積／mL 實驗前燒杯內水的體積／mL 實驗后燒杯內水的體積／mL 空氣中氧氣的體積百分含量
A 200.0 100.0 59.6 n
B 200.0 100.0 66.0 17.0%
（6）n= ％（計算結果精確到0.1%）。
（7）結合反應原理和結果思考裝置A的優點： （寫兩點）。
【表述與交流】人類智慧無窮，趨利避害，化學讓我們的生活變得更美好。
【答案】 化學能轉化為熱能 防止鐵粉與空氣接觸反應而失效 0
1、3 氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率 20.2 更環保、更準確
【詳解】（1）暖寶寶使用時是利用鐵生銹放熱，將化學能轉化為熱能，故填：化學能轉化為熱能；
（2）暖寶寶“不使用時請勿拆開密封包裝”的原因是防止鐵粉與空氣接觸反應而失效，故填：防止鐵粉與空氣接觸反應而失效；
（3）對比實驗1和2，可探究氯化鈉對鐵銹蝕速率的影響，可知變量為氯化鈉，而其他因素應該相同，則m為0，故填：0；
（4）為探究活性炭對鐵銹蝕速率的影響，則活性炭為變量，其他條件相同，同時因為氯化鈉對鐵銹蝕速率也有影響，需控制氯化鈉的質量為0，則應選擇的實驗組合為實驗1和實驗3，故填：實驗1和實驗3；
（5）對比實驗1和2，可探究氯化鈉對鐵銹蝕速率的影響；對比實驗1和3，可探究活性炭對鐵銹蝕速率的影響；對比實驗2、3、4可探究氯化鈉、活性炭兩者共同存對鐵銹蝕速率的影響，綜合可得出結論：氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率，故填：氯化鈉、活性炭及兩者共同存在均可加速鐵銹蝕速率；
（6），故填：20.2；
（7）紅磷燃燒需要點燃，裝置不密閉，測量結果不準確，而鐵生銹發生緩慢氧化消耗氧氣更徹底，測量結果更準確，同時生成五氧化二磷逸散到空氣中造成空氣污染，則裝置A的優點是測量結果更準確、更環保，故填：測量結果更準確、更環保。
11．（2022·貴州畢節·中考真題）一種“貼身暖寶寶”的使用說明書如右，某化學興趣小組圍繞袋內物質展開探究。
品名：XX牌貼身暖寶寶 成分：袋內物質：鐵粉、水、活性炭、食鹽等 內袋材料：微孔透氣無紡布 外袋材料：不透氣塑料 用法：臨使用前，打開外袋取出內袋，直接貼在衣服上，打開外袋后保持溫暖12小時
【提出問題】袋內是否含有鐵粉？
【進行實驗】①取出袋內粉末于濾紙上，與磁鐵充分接觸。②將少量磁鐵吸出的粉末加入足量稀硫酸中。
【收集證據】磁鐵吸出的粉末與稀硫酸劇烈反應得到淺綠色溶液、同時 。
【得出結論】袋內含有鐵粉。
【做出猜想】被磁鐵吸出的鐵粉能在空氣中燃燒。
【獲取事實】將少許鐵粉撒在酒精燈火焰上，鐵粉立即劇烈燃燒、火星四射。
【反思交流】鐵粉燃燒反應的化學方程式為 。鐵絲不能而鐵粉能在空氣中燃燒的原因是 。
【拓展探究】用不同燃料測定空氣里氧氣的含量：分別在圖甲所示裝置的燃燒匙內放置鐵粉、紅磷（均足量），電加熱引燃。氧氣含量隨時間變化情況如圖乙、圖丙：

（1）溫度傳感器顯示，實驗過程中瓶內溫度均 （填“升高”或“降低”）。
（2）待鐵粉熄滅并恢復至室溫后，打開彈簧夾，進入瓶內的水約占原水面上方空間體積的 。
（3）分析圖乙、圖丙可知，實驗中消耗氧氣更徹底的是 （填“鐵粉”或“紅磷”，下同），消耗氧氣速率更快的是 。
【答案】 產生氣泡 鐵粉與氧氣的接觸面積比鐵絲與氧氣的接觸面積大 升高 鐵粉 鐵粉
【詳解】收集證據：
根據結論袋內含有鐵粉，則發生鐵與稀硫酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，看到的現象為溶液有無色變為淺綠色，且有氣泡產生；
反思交流：鐵粉與氧氣在點燃的條件下反應生成四氧化三鐵，反應方程式為；
鐵絲和鐵粉的表面積不同，則與氧氣的接觸面積不同。所以鐵絲不能而鐵粉能在空氣中燃燒的原因是鐵粉與氧氣的接觸面積比鐵絲與氧氣的接觸面積大；
拓展探究：
（1）紅磷燃燒，鐵粉燃燒都會放熱，所以瓶內溫度都升高；
（1）因為氧氣約占空氣體積的，鐵絲燃燒消耗氧氣，所以進入瓶內的水約占原水面上方空間體積的；
（3）由圖乙、丙可知：反應結束后，鐵粉中氧氣含量為0.5％,而紅磷中氧氣含量為3％, 所以實驗中消耗氧氣更徹底的是鐵粉；根據圖的變化情況可知：鐵粉消耗氧氣速率更快。
12．（2024·四川成都·二模）某學習小組對鐵銹蝕進行探究活動。
【提出問題】鐵銹蝕與哪些因素有關
【設計與實驗探究】
【活動一】定性探究鐵銹蝕的因素
取四枚相同的潔凈無銹鐵釘分別放入試管，試管①棉花中有氧化鈣干燥劑，試管②③④⑤中均用煮沸過的蒸餾水。試管②水上面覆蓋植物油，且淹沒鐵釘，試管④中滴加少量醋酸，試管⑤中滴加飽和食鹽水，進行圖1實驗，現象如表。
試管 一周后想象
① 鐵釘表面無明顯變化
② 鐵釘表面無明顯變化
③ 鐵釘表面有一層鐵銹
④ 鐵釘表面有較厚鐵銹
⑤ 鐵釘表面有較厚鐵銹
(1)對比試管①②③中實驗現象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的 發生化學反應。
(2)對比③④⑤試件中實驗現象，說明 會加快鐵銹蝕。
(3)鐵銹蝕后應及時除銹的原因是 ，寫出用稀硫酸除鐵銹的化學方程式 。
【活動二】定量探究鐵銹蝕的因素
小組設計了如圖2裝置，檢查氣密性，廣口瓶中盛放飽和氯化鈉溶液、0.5mm經砂紙打磨光亮細鐵絲纏繞的酥松小團。實驗結果如圖3、4，回答下列問題。
(4)根據圖3得出鐵生銹與溫度關系為 。
(5)對比圖3和圖4，你能得出的結論是 。
【實驗結論】
(6)你總結出防止鐵生銹的方法有 。
a.防止與氧氣或水接觸
b.避免高溫環境
c.鋼鐵表面形成保護層
d.多用酸來浸洗
【活動三】制作并運用“暖寶寶”
任何事物都有正反兩面，小組同學利用鐵生銹原理選用了鐵粉、活性炭、氯化鈉、蛭石（保溫）等制作“暖寶寶”，并用制作好的“暖寶寶”粘在錐形瓶壁上如圖5進行空氣中氧氣含量測定實驗，一段時間后相關數據如表2。
實驗前的體積 實驗后的體積
錐形瓶內空氣（含導管內空氣） 量筒內水 量筒內剩余水
240.0mL 100.0mL 53.0mL
(7)用此方法測出空氣中氧氣含量約為 （保留1位小數）。
(8)分析“暖寶寶”中活性炭的作用可能為 。
【答案】(1)氧氣、水
(2)酸、鹽溶液
(3) 鐵銹疏松多孔，無法防止內部的鐵生銹
(4)相同條件下，溫度越高，鐵生銹速度越快
(5)相同條件下，氧氣濃度越大，鐵生銹速度越快
(6)abc
(7)19.6%
(8)吸附鐵粉和氯化鈉，加速鐵粉生銹
【詳解】（1）試管①中氯化鈣干燥劑可吸收水分，鐵釘只與氧氣接觸；試管②中植物油可隔絕氧氣，鐵釘只與水接觸；試管③中鐵釘與氧氣、水同時接觸，而實驗現象是試管①②中鐵釘無明顯變化，試管③中鐵釘表面有一層鐵銹，對比試管①②③中實驗現象，說明鐵銹蝕主要是與空氣中的氧氣、水發生化學反應。
（2）試管③中鐵釘與氧氣、水接觸；試管④中鐵釘與氧氣、水、酸接觸；試管⑤中鐵釘與氧氣、水、鹽溶液接觸，而實驗現象是試管③中鐵釘表面有一層鐵銹，試管④⑤中鐵釘表面有較厚鐵銹，對比③④⑤試件中實驗現象，說明酸、鹽溶液會加快鐵銹蝕。
（3）鐵銹是疏松多孔的，無法阻止內部的鐵與氧氣、水接觸，所以鐵銹蝕后應及時除銹的原因是：鐵銹疏松多孔，無法防止內部的鐵生銹。
鐵銹主要成分是氧化鐵，氧化鐵與稀硫酸反應生成硫酸鐵、水，化學方程式為：。
（4）鐵生銹會消耗氧氣，根據圖3，溫度為60℃時，廣口瓶內氧氣含量下降最快，說明鐵生銹與溫度關系為：相同條件下，溫度越高，鐵生銹速度越快。
（5）圖3中氧氣濃度為20%，圖4中氧氣濃度為40%，相同時間內，圖4中氧氣濃度下降幅度更大，對比圖3和圖4，得出的結論是：相同條件下，氧氣濃度越大，鐵生銹速度越快。
（6）根據上述分析，鐵生銹是鐵與空氣中的氧氣、水發生反應所致，鐵銹疏松多孔，無法阻止內部的鐵生銹，且溫度越高，鐵生銹速度越快，酸、鹽溶液可加速鐵生銹。
a、防止與氧氣或水接觸 ，可以防止鐵生銹，a正確；
b、避免高溫環境，可以防止鐵生銹，b正確；
c、鋼鐵表面形成保護層，可以防止鐵生銹，c正確；
d、酸會加速鐵生銹，多用酸來浸洗，無法防止鐵生銹，d錯誤。
故選：abc。
（7）“暖寶寶”消耗氧氣，導致瓶內氣壓下降，實驗結束進入錐形瓶的水的體積即為瓶內氧氣的體積，根據表格信息，錐形瓶內空氣（含導管內空氣）的體積為240mL，實驗后進入錐形瓶的水的體積為，則用此方法測出空氣中氧氣含量約為。
（8）鐵粉、氯化鈉均為細小顆粒狀固體，堆積在一起時與空氣的接觸面積較小，而活性炭疏松多孔，可以吸附鐵粉、氯化鈉，增大鐵粉、氯化鈉與空氣的接觸面積，從而加快鐵粉銹蝕，故填：吸附鐵粉和氯化鈉，加速鐵粉生銹。
13．（2024·廣東云浮·二模）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的生活用品。某同學打開一個使用過的“暖寶寶”內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，于是該同學把這包固體帶到實驗室，和興趣小組的同學在老師的指導下對這包固體的成分展開了探究。
【查閱資料】①鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生緩慢氧化而生銹。
②室溫下部分鹽的溶解性如表1所示。
表1 部分鹽的溶解性表(室溫)
陽離子 陰離子
溶 溶 溶 溶
溶 不 微 不
③“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素。
【初步判斷】
(1)通過閱讀圖1標簽，大家一致認為使用“暖寶寶”的過程中，鐵粉與空氣接觸發生 (填反應的類型)，并有 (填“吸熱”或“放熱”)的現象；其中出現的紅棕色物質是 (填物質名稱)。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【進行實驗】
(2)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗。
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗一 取少量固體于試管中，加入足量的稀硫酸 固體中有鐵粉
實驗二 取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈加熱，上方罩一個內壁沾有飽和的澄清石灰水的燒杯(如圖2) 澄清石灰水變渾濁。 固體中有活性炭
實驗三 取少量固體于燒杯中，加入足量的水溶解，過濾，濾液中滴加少量 溶液。 產生白色沉淀。 固體中有氯化鈉
【反思評價】
(3)經過反思，該同學認為實驗二不能得出固體中有活性炭的結論，理由是 。小組同學改進裝置后，重新實驗，得出固體中有活性炭的結論。
【實驗拓展】
(4)該實驗小組的另一位同學認為利用實驗三的反應原理還可以測出固體中氯化鈉的質量分數。他稱取質量為m1的固體于燒杯中，加入足量的水，充分溶解后過濾、洗滌，然后向濾液中加入足量實驗三所選的溶液，待反應完全，將產生的白色沉淀經過過濾、洗滌、 ，稱量其質量為m2，據此計算固體中氯化鈉的質量分數為 (用含m1、m2的表達式表示)。
【答案】(1) 化合反應 放熱 氧化鐵
(2) 有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色 硝酸銀
(3)酒精燃燒也產生了二氧化碳
(4) 干燥
【詳解】（1）鐵粉與空氣接觸反應生成氧化鐵，該反應符合“多變一”的特征，屬于化合反應；該反應過程中有放熱的現象；其中出現的紅棕色物質是氧化鐵；
（2）實驗一：鐵能與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，故實驗步驟：取少量固體于試管中，加入足量稀鹽酸，現象為：有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色，則固體中有鐵粉；實驗三：氯化鈉能與硝酸銀反應生成氯化銀和硝酸鈉，故取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液中滴加少量硝酸銀溶液，產生白色沉淀，說明固體中有氯化鈉；
（3）酒精燃燒生成二氧化碳和水，也可能是酒精燃燒生成的二氧化碳使澄清石灰水變渾濁，酒精燃燒放出熱量，溫度升高，氫氧化鈣的溶解度減少，氫氧化鈣結晶析出，也會導致澄清石灰水變渾濁，故實驗二不能得出固體中有活性炭的結論；
（4）稱取質量為m1的固體于燒杯中，加入足量的水，充分溶解后過濾、洗滌，然后向濾液中加入足量實驗三所選的溶液，待反應完全，將產生的白色沉淀經過過濾、洗滌、干燥，稱量其質量為m2，說明生成氯化銀的質量為m2；
設氯化鈉的質量為
則固體中氯化鈉的質量分數為。
14．（2024·江西·模擬預測）“暖寶寶”是一種生活常用物品。同學們對“暖寶寶”的發熱原理及成分充滿好奇，在老師的指引下，他們開展了“暖寶寶的秘密探索”項目實踐活動。
任務一：探究“暖寶寶”的發熱原理
【查閱資料】
①“暖寶寶”袋內為黑色固體，主要成分有鐵粉、活性炭、氯化鈉、蛭石、水等，除氯化鈉外，其他成分不含氯元素。
②蛭石是一種硅酸鹽礦物，屬于保溫材料。
【實驗探究】
(1)拆開“暖寶寶”的外包裝，發現“暖寶寶”的溫度逐漸升高。冷卻后，拆開“暖寶寶”的內包裝，發現黑色粉末中摻雜有紅棕色的固體。小組討論得知“暖寶寶”的發熱原理為：鐵粉與空氣中的 共同作用發生緩慢氧化放出熱量。
任務二：驗證“暖寶寶”的主要成分
(2)取少量未曾使用過的“暖寶寶”內的固體分別進行以下操作
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
步驟1：取少量固體于試管中，加入足量稀硫酸。 觀察到 。 固體中含有鐵
步驟2：取少量固體于燃燒匙中，在酒精燈上加熱，上方罩一個內壁沾有澄清石灰水的燒杯(如圖所示)。 澄清石灰水變渾濁 固體中含有活性炭
步驟3：取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液滴加少量 和稀硝酸。 產生白色沉淀，沉淀不溶于硝酸。 固體中含有氯化鈉
寫出步驟3涉及的化學方程式： 。
【反思與評價】
(3)小吳認為步驟2不能得到固體中含有活性炭的結論，理由是 。
任務三：測定“暖寶寶”中活性炭的質量分數
為了準確檢測固體中含有活性炭，并測定“暖寶寶”中活性炭的質量分數，同學們設計了如圖所示的實驗裝置。(實驗前已排盡裝置內的空氣，B、C、D中藥品均足量，堿石灰是NaOH和CaO的固體混合物)。
(4)為了測定“暖寶寶”中活性炭的質量分數，需測定反應前“暖寶寶”固體的質量及反應前后 (填裝置編號)裝置增重的質量。
(5)小周同學提出，不需要裝置E也可以達到實驗目的，遭到了大多數同學的反對，理由是 。
【答案】(1)水和氧氣(或者H2O和O2)
(2) 固體部分溶解，產生無色氣泡，溶液由無色變為淺綠色 硝酸銀/AgNO3 NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3
(3)酒精燃燒也會產生二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁(或者溫度升高氫氧化鈣的溶解度減小，飽和石灰水變渾濁)
(4)C和D
(5)空氣存在二氧化碳，若缺少裝置E，空氣中的二氧化碳也會被裝置D吸收，導致實驗結果不準確
【詳解】（1）由題可知，則打開“暖寶寶”外包裝后，鐵粉與空氣中的水和氧氣接觸發生緩慢氧化生成了氧化鐵(紅棕色固體)并放出熱量，所以“暖寶寶”的溫度逐漸升高，故填：水和氧氣(或者H2O和O2)。
（2）步驟1：實驗結論有鐵存在，故加入稀硫酸后，鐵和稀硫酸反應生成硫酸鐵和氫氣，可觀察到的現象為固體部分溶解，產生無色氣泡，溶液由無色變為淺綠色，故填；固體部分溶解，產生無色氣泡，溶液由無色變為淺綠色；
步驟3：實驗結論是固體中含有氯化鈉，實驗現象為：產生白色沉淀，沉淀不溶于稀硝酸，故實驗操作為取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液滴加少量硝酸銀(或AgNO3)和稀硝酸，故填：硝酸銀(或AgNO3)；
步驟3涉及的化學反應為氯化鈉和硝酸銀的反應，氯化鈉和硝酸銀反應生成氯化銀白色沉淀和硝酸鈉，化學方程式書寫為：NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3。
（3）酒精燃燒會產生水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；酒精燃燒時產生熱量，燒杯內壁涂有澄清的石灰水，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，也會變渾濁；故填：酒精燃燒也會產生二氧化碳，使石灰水變渾濁(或者溫度升高氫氧化鈣的溶解度減小，飽和石灰水變渾濁)。
（4）為了測定“暖寶寶”中活性炭的質量分數，需要知道反應生成二氧化碳的量，故需測定反應前“暖寶寶”固體的質量及反應前后C和D裝置增重的質量，故填：檢驗裝置A的反應產物有二氧化碳；C和D。
（5）裝置E的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止空氣中的二氧化碳被裝置D吸收，影響實驗結果，故填：空氣中存在二氧化碳，若缺少裝置E，空氣中的二氧化碳也會被裝置D吸收，導致實驗結果不準確。
15．（2024·內蒙古鄂爾多斯·二模）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的物品。興趣小組同學打開使用過的"暖寶寶"內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，在老師的指導下對這包固體的成分展開探究。
【資料卡片】某品牌暖寶寶的使用說明如圖。
【初步判斷】
大家一致認為打開“暖寶寶"外包裝后，鐵粉與空氣接觸發生緩慢氧化生成紅棕色固體。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【進行實驗】
(1)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗：
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗一：取少量固體于試管中，加入足量稀鹽酸 固體中有鐵粉
實驗二：取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈加熱，上方罩一個內壁沾有飽和的澄清石灰水的燒杯（如下圖） 澄清石灰水變渾濁 固體中有活性炭
實驗三：取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液中滴加少量 溶液 產生白色沉淀 固體中有氯化鈉
【反思評價】
(2)除了實驗一的方法可驗證暖寶寶中含有鐵粉，小組內同學提出用更簡便的物理方法也能證明，同學們的實驗操作是 。
(3)你認為實驗二能不能得出固體中有活性炭的結論并說明理由： 。
【答案】(1) 有氣泡產生 硝酸銀/AgNO3
(2)把磁鐵靠近樣品，部分固體被吸引
(3)酒精燃燒也會產生二氧化碳，使石灰水變渾濁/溫度升高氫氧化鈣的溶解度減小，飽和石灰水變渾濁（合理即可）
【詳解】（1）實驗一：固體中有鐵粉，取少量固體于試管中，加入足量稀鹽酸，鐵粉與稀鹽酸反應生成氫氣，故可觀察到有氣泡產生；
實驗三：固體中有氯化鈉，實驗現象是產生白色沉淀，氯化鈉與硝酸銀溶液反應生成白色沉淀氯化銀和硝酸鈉，故取少量固體于燒杯中，加入足量水溶解，過濾，往濾液中滴加少量硝酸銀溶液；
（2）把磁鐵靠近樣品，部分固體被吸引，也能證明蒸汽眼罩中含有鐵粉；
（3）實驗二根據澄清石灰水變渾濁，得出固體中有活性炭，由于酒精燃燒會產生二氧化碳，使澄清石灰水變渾濁，溫度升高氫氧化鈣的溶解度減小，飽和石灰水也會變渾濁，則實驗一不能得出固體中有活性炭的結論。
16．（2024·廣東東莞·二模）“暖寶寶”是我們日常生活中常用的物品。小孔同學打開一個使用過的“吸寶寶”內包裝，發現黑色固體中摻雜有紅棕色物質，于是她把這包固體帶到實驗室，和興趣小組的同學在老師的指導下對這包固體的成分展開了探究。
【查閱資料】
①鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生緩慢氧化而生銹；
②“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素。
【初步判斷】
(1)通過閱讀標簽（如1圖），大家一致認為使用“暖寶寶”的過程中，鐵扮與空氣接觸發生了 （埃“物理變化”或“化學變化”），并有 （填“吸熱”或“放熱”）的現象；其中出現的紅棕色物質是 （填物質名稱）。
【提出問題】這包使用過的“暖寶寶”中是否還有鐵粉、活性炭、氯化鈉？
【實驗探究】
(2)興趣小組同學設計如下實驗方案并進行實驗：
實驗步驟 實驗現象 實驗結論
實驗1 取少量固體于試管中，加入足量的稀硫酸 有鐵粉
實驗2 取少量固體放在燃燒匙中，用酒精燈灼燒，上方罩一個內壁沾有澄清石失水的燒杯（如2圖） 澄清石灰水變渾濁 有活性炭
實驗3 取少量固體于燒杯中，加入足量的水溶解，過濾，往濾液中滴加少量 溶液 產生白色沉淀 有氯化鈉
(3)寫出實驗3中反應的化學方程式 。
【反思評價】
(4)小孔同學認為實驗2不能得出固體中有活性炭的結論，理由是 （寫一點）。
【答案】(1) 化學變化 放熱 氧化鐵
(2) 產生氣泡 硝酸銀/AgNO3
(3)
(4)酒精燃燒生成二氧化碳，也會使石灰水變渾濁或酒精燃燒放熱，溫度升高，氫氧化鈣溶解度隨溫度升高而減小，溶液中會析出氫氧化鈣，石灰水也會變渾濁
【詳解】（1）鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生緩慢氧化而生銹，有新物質鐵銹生成，發生了化學變化；
暖寶寶是來取暖的，則使用“暖寶寶”過程中，鐵粉與空氣接觸發生緩慢氧化，并有放熱的現象；
鐵生銹產生了鐵銹，則紅棕色固體是氧化鐵（或 Fe2O3）；
（2）實驗1：根據實驗結論有鐵粉，取少量固體于試管中，加入足量的稀硫酸，鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，可觀察到產生氣泡；
實驗3：根據實驗結論有氯化鈉，“暖寶寶”中只有氯化鈉含有氯元素，則要檢驗氯離子，氯化鈉和硝酸銀反應產生氯化銀沉淀和硝酸鈉，則要加入硝酸銀溶液；
（3）實驗3中硝酸銀和氯化鈉反應生成氯化銀沉淀和硝酸鈉，化學方程式為：；
（4）實驗2使用了酒精燈，圖2，酒精燃燒會產生水和二氧化碳，二氧化碳能使石灰水變渾濁；酒精燃燒時產生熱量，燒杯內壁涂有澄清的石灰水，氫氧化鈣的溶解度隨溫度的升高而減小，也會變渾濁；所以實驗2不能得出固體中有活性炭的結論。
17．（2024·福建泉州·模擬預測）某品牌“暖寶寶”貼說明書的部分內容如圖所示；
品名：××牌“暖寶寶”貼 外袋材料：不透氣塑料 內袋材料：微孔透氣無紡布 袋內物質：鐵粉、水、活性炭、氯化鈉等 用法：打開外袋取出內袋，直接貼在衣服上
(1)“暖寶寶”貼的反應原理是鐵生銹，即鐵與 、 ，兩種物質共同作用的結果；由此推測“暖寶寶”貼使用微孔透氣無紡布的原因是 ；
Ⅰ．探究“暖寶寶”貼中活性炭和氯化鈉對鐵生銹的影響
【實驗1】小組同學設計實驗如下表：
序號 藥品
鐵粉 水 氧氣 活性炭 氯化鈉
實驗1 4g 2mL 空氣中 0g 0g
實驗2 a 2mL 空氣中 0g 2g
實驗3 4g 2mL 空氣中 b 0g
實驗4 4g 2mL 空氣中 2g 2g
(2)請將表格補充完整： ， g；
(3)小組同學的實驗結果如下圖所示：
結合曲線圖分析，你得到的實驗結論是 ；
Ⅱ．探究使用后的“暖寶寶”貼中是否存在剩余的鐵粉
【查閱資料】鐵粉在空氣中可以燃燒
【實驗2】小組同學打開使用過的“暖寶寶”貼內包裝袋，發現紅棕色固體中摻雜有黑色物質，小組同學分別進行如下實驗：
甲同學取適量固體于試管中，加入足量稀硫酸；
乙同學取少量固體于燃燒匙中，用酒精燈點燃；
丙同學取適量固體于試管中，加入適量硫酸銅溶液；
(4)實驗分析與討論
①甲同學證明存在鐵粉，他觀察到的現象是 ；
②乙同學觀察到樣品能燃燒，證明存在鐵粉；
同學們指出該方案不可行，理由是 ；
③丙同學的實驗也證明存在鐵粉，反應的化學方程式為 ；
Ⅲ．探究使用后的“暖寶寶”貼固體中鐵元素的質量分數
【實驗3】取樣品加足量稀硫酸和過氧化氫溶液，充分反應后過濾，往濾液中加入適量氫氧化鈉溶液，使鐵元素全部轉化為沉淀，過濾、洗滌并干燥，最終得到的質量為；
(5)樣品中鐵元素的質量分數為 （列出用a、b表示的計算式即可）。
【答案】(1) 水 氧氣（或者氧氣；水） 使鐵粉可以與空氣中的水和氧氣接觸
(2) 4g 2g
(3)暖寶寶”貼中活性炭和氯化鈉會加快鐵的銹蝕
(4) 有氣泡生成，溶液變為淺綠色 活性炭在空氣中也可燃燒
(5)
【詳解】（1）鐵與空氣中的水和氧氣同時接觸會銹蝕，由此推測“暖寶寶”貼使用微孔透氣無紡布的原因是讓空氣中的水和氧氣可以進入暖寶寶內與鐵粉接觸，故填：水；氧氣（或者氧氣；水）；使鐵粉可以與空氣中的水和氧氣接觸；
（2）采用的是控制變量法，探究“暖寶寶”貼中活性炭和氯化鈉對鐵生銹的影響，故四組實驗中使用鐵粉的量是相同的，即a=4g，分析表格可知，實驗1為其它條件不變，不加入活性炭和氯化鈉，實驗2為其它條件不變，只加入氯化鈉，實驗4是其它條件不變，同時加入活性炭和氯化鈉，則實驗3為其它條件不變，只加入活性炭，故b=2g，故填：4g；2g；
（3）結合曲線圖分析，在加入活性炭和氯化鈉后，溫度升高最明顯，則鐵銹蝕的速度越大，故填：“暖寶寶”貼中活性炭和氯化鈉會加快鐵的銹蝕；
（4）①結論是存在鐵粉，那么加入稀硫酸后，鐵粉和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，可觀察到的現象是有氣泡生成，溶液變為淺綠色，故填：有氣泡生成，溶液變為淺綠色；
②“暖寶寶”貼中含有活性炭，活性炭在空氣中可以燃燒，會干擾對鐵粉的檢測，故填：活性炭在空氣中也可燃燒；
③結論是存在鐵粉，那么加入硫酸銅后，硫酸銅和鐵反應生成硫酸亞鐵和銅，化學反應方程式為，故填：；
（5）取ag樣品加足量稀硫酸和過氧化氫溶液，充分反應后過濾，往濾液中加入適量氫氧化鈉溶液，使鐵元素全部轉化為Fe(OH)3沉淀，過濾、洗滌并干燥，最終得到的Fe(OH)3質量為bg，根據質量守恒定理可知，Fe(OH)3中鐵全部來源于樣品中的鐵， bg Fe(OH)3中鐵的質量為，即樣品中鐵元素的質量為，則樣品中鐵元素的質量分數為，故填：。
18．（23-24九年級下·河北石家莊·階段練習）北京2022年冬奧會開幕式現場，組委會為參加開幕式的觀眾準備了貼心禮包。禮包里有國旗和2022冬奧會旗幟、口罩和消毒濕巾，還有用于保暖的帽子、手套、暖寶寶、坐墊蓋毯。
化學小組的同學對“暖寶寶”（標簽如下圖）感到好奇，進行了如下探究活動。
【產品名稱】一次性發熱貼 【主要成分】鐵粉、活性炭、水、吸水性樹脂（可反復吸水）、食鹽、蛭石（保溫隔熱） 【產品性能】平均溫度53℃，持續時間≥10h
【提出問題】暖寶寶能快速發熱的原理是什么？
【實驗探究】
(1)探究一：暖寶寶發熱的原理
按如下圖裝置進行實驗，從采集的數據可知：氧氣濃度減小。實驗結束并恢復室溫后，觀察到燒杯中液面 （填“升高”“降低”或“不變”），暖寶寶由黑色變為紅褐色。結合暖寶寶的成分，小組討論得出發熱原理：4Fe+ + =4Fe(OH)3該反應放熱。
(2)探究二：暖寶寶快速發熱的原理
分別將上圖中暖寶寶樣品換成下表中四種方案中的藥品進行對比實驗，請補全實驗方案
實驗方案 藥品
方案一 4g鐵粉、2ml水
方案二 4g鐵粉、2ml水、2g氯化鈉
方案三 4g鐵粉、2ml水、2g活性炭
方案四 4g鐵粉、2ml水、
使用溫度傳感器收集數據并生成下圖的圖像。
【實驗結論】綜合探究一的實驗現象，分析探究二的圖像，總結暖寶寶能快速發熱的原理是 。
【分析討論】經討論，大家一致認為暖寶寶中活性炭的作用還能使鐵粉與氧氣充分接觸，利用的是活性炭的 性。
【交流反思】下列說法正確的是 （填序號）。
A．暖寶寶的運輸和保存無需注意防潮
B．僅用稀鹽酸無法檢驗暖寶寶是否失效
C．可以用暖寶寶代替紅磷測定空氣中氧氣的含量
【答案】(1) 降低 6H2O/3O2 3O2/6H2O
(2) 2g氯化鈉、2g活性炭 鐵粉與氯化鈉、活性炭共同作用 吸附 C
【詳解】（1）從采集的數據可知：氧氣濃度減小。說明裝置內氧氣被消耗，壓強減小，燒杯中液體進入裝置，所以燒杯中液面降低；根據暖寶寶的成分可知，鐵粉與空氣中氧氣和水反應，生成氫氧化鐵，化學方程式4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3。故填：降低；3O2；6H2O。
（2）本實驗為對比實驗，控制變量要唯一，所以四種方案中的藥品是4g鐵粉、2ml水、2g氯化鈉、2g活性炭。故填：2g氯化鈉、2g活性炭。
實驗結論：
對比方案一、方案二、方案三的圖像無明顯變化，方案四同時加入氯化鈉、活性炭，圖像明顯發生變化，說明發熱速率明顯加快與氯化鈉、活性炭有關。所以總結暖寶寶能快速發熱的原理是鐵粉與氯化鈉、活性炭共同作用。故填：鐵粉與氯化鈉、活性炭共同作用。
分析討論：由于活性炭具有吸附作用，所以暖寶寶中活性炭的作用還能使鐵粉與氧氣充分接觸。故填：吸附。
交流反思：
A、暖寶寶發熱的原理是鐵粉與空氣中氧氣和水共同作用的結果，所以暖寶寶的運輸和保存需注意防潮。A不正確；
B、暖寶寶中的鐵粉與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，產生氣泡，暖寶寶失效鐵粉轉化為氧化鐵氧化鐵與稀鹽酸反應不產生氣體。所以僅用稀鹽酸可以檢驗暖寶寶是否失效。B不正確；
C、暖寶寶中的鐵粉能吸收空氣中的氧氣，生成固體，所以可以用暖寶寶代替紅磷測定空氣中氧氣的含量。C正確。
綜上所述：選擇C。
19．（2021·浙江衢州·中考真題）2020年12月，貼滿“暖寶寶”的嫦娥五號返回器圖片（如圖1）火遍全網。給返回器貼“暖寶寶”是為了防止它攜帶的推進劑無水肼（N2H4）凝固。
（1）無水肼中各元素的質量分數模型如圖2所示，圖中甲表示的元素是 。
（2）下列關于無水肼說法正確的有 。
A．無水肼的相對分子質量是32
B．無水肼中氮元素的化合價為﹣2價
C．無水肼分子由氮元素和氫元素組成
D．無水肼由2個氮原子和4個氫原子構成
【答案】 氮（或N） AB
【詳解】（1）無水肼（N2H4）中，氮、氫元素的質量比為：（14×2）：（1×4）＝7：1，可見圖中甲表示的元素是氮元素；故填：氮（或N）；
（2）A．無水肼的相對分子質量是14×2+1×4＝32，說法正確；
B．在化合物中，氫元素顯+1價，由化合物中各元素正負化合價的代數和為零原則可知，無水肼中氮元素的化合價為﹣2價，說法正確；
C．分子是由原子構成的，物質是由元素組成的。無水肼分子由氮原子和氫原子構成；無水肼由氮元素和氫元素組成，說法錯誤；
D．無水肼由無水肼分子構成，每個無水肼分子由2個氮原子和4個氫原子構成，說法錯誤。
故選：AB。

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