超市新上架的暖足贴引起了化学小组同学的兴趣,小组开展了下列探究活动。暖足贴标签显示成分有:铁粉、水、活性炭、氯化钠和蛭石(一种耐高温的超级保温材料)。
任务一,探究暖足贴的成分
【实验1】验证暖足贴中含有铁粉:拆开一袋暖足贴,将其中粉末倒入烧杯中,用磁铁与之充分接触,发现有黑色粉末被吸引;再将吸出的黑色粉末撒在酒精灯火焰上,发现粉末燃烧,火星四射,证明了暖足贴中含有铁粉。
【现象与讨论】
(1)请写出铁粉在空气中燃烧的符号表达式________。
(2)铁丝在空气中不能燃烧,而铁粉在空气中能燃烧,这是因为______(填字母)。
A. 反应物的接触面积不同 | B. 氧气的浓度不同 | C. 反应物的种类不同 |
任务二:探究暖足贴的发热原理
【查阅资料】暖足贴的发热原理是铁粉吸氧腐蚀(消耗氧气和水,生成物为固体)放出热量,加入活性炭、氯化钠能使反应更快,放热现象更明显。
【提出问题】哪些因素会影响铁吸氧腐蚀的速率?
【实验2】小组同学设计如图的实验装置进行四组实验,每组实验加入铁粉和活性炭的总质量为24g,氯化钠溶液体积为7.5mL,恰好将固体润湿,实验结果如表所示。
实验序号 | 铁炭质量比 | 氯化钠溶液浓度/% | 10分钟时温度升高值/℃ |
1 | 2∶1 | 26 | 7.8 |
2 | 4∶1 | 26 | 4.2 |
3 | 6∶1 | 26 | 3.3 |
4 | 2∶1 | 13 | 6 |
【解释与结论】
(3)通过实验发现,铁炭质量比越大,铁吸氧腐蚀速率________(填“越快”、“越慢”或“无影响”)。
(4)为探究氯化钠溶液浓度对铁吸氧腐蚀速率的影响应选择对比实验________(填实验序号)。
(5)待装置冷却至室温后,U型管左侧液面会比右侧液面________(填“高”或“低”)。
任务三:自制暖足贴
【实验3】小组同学分别取2勺铁粉和活性炭,加入无纺布袋中(与市售暖足贴所用无纺布相同)。滴加少量氯化钠溶液,混合均匀制得暖足贴。在相同环境下,利用温度传感器测定自制暖足贴与市售暖足贴温度随时间的变化,形成图像,如图所示。
【反思与总结】
(6)综合以上实验探究,下列说法正确的是______(填字母)。
A. 暖足贴在使用前不需要密封保存 |
B. 利用铁吸氧腐蚀的原理,铁粉还可用于食品保鲜 |
C. 自制暖足贴的明显不足有发热温度较高容易烫伤和发热时间持续短 |
D. 对比市售和自制两种暖足贴的成分,其发热差异只与是否加入蛭石有关 |