Question

4．紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑，品名為“504雙吸劑”，其標(biāo)簽如圖1所示．同學(xué)們對(duì)一包久置的“504雙吸劑”固體樣品很好奇，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．
【提出問(wèn)題】久置固體的成分是什么？
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵．
【作出猜想】久置固體中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃，久置固體中可能含有Ca（OH）₂的原因是（用化學(xué)方程式表示）CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
【實(shí)驗(yàn)探究1】甲同學(xué)的方案：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）取少量固體放于試管中，加足量蒸餾水溶解，靜置后取上層清液滴加無(wú)色酚酞溶液．	固體溶解時(shí)試管外壁發(fā)燙，試管底部有不容物，溶液變紅．	固體中一定含有CaO 多余和氫氧化鈣．
（2）另取少量固體放于試管中，滴加足量的稀HCl．	固體逐漸消失，有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液．	固體中一定含有Fe，一定不含F(xiàn)e2O3
（3）將步驟（2）中產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中	澄清石灰水變渾濁	固體中一定含有CaCO3

【實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑】
（1）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中不能得出一定含Ca（OH）₂的結(jié)論，理由是氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，也能使酚酞試液變紅．
（2）丙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)并不能得出一定不含F(xiàn)e₂O₃的結(jié)論，理由是氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．
【實(shí)驗(yàn)探究2】乙、丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案繼續(xù)驗(yàn)證：
（1）③中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（2）乙、丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中又能得出固體樣品中一定還含有Fe₂O₃，仍有一種物質(zhì)不能確定，該物質(zhì)是Ca（OH）₂．
（3）乙、丙同學(xué)又經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，濾渣C的質(zhì)量為1.0g．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】綜合上述實(shí)驗(yàn)及所給數(shù)據(jù)，久置固體的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

Answer 1

分析 【作出猜想】：本題探究了防腐劑的成分，雙吸劑中含有生石灰，氧化鈣久置能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，根據(jù)書(shū)寫(xiě)方程式的原則書(shū)寫(xiě)方程式．
【實(shí)驗(yàn)探究1】：固體溶解時(shí)放出大量熱，因?yàn)樯�石灰溶于水生成熟石灰放出大量的熱，由此可以判斷固體中一定含有氧化鈣；但氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣也能使無(wú)色酚酞變紅，不能確定原固體中是否含有氫氧化鈣．取少量固體放于試管中，滴加足量的稀鹽酸，固體逐漸消失，有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵，不一定不含F(xiàn)e₂O₃理由是：氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．將生成的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明固體中一定含有CaCO₃．
【實(shí)驗(yàn)探究2】：由乙丙同學(xué)的設(shè)計(jì)方案可知：磁鐵吸引了鐵粉，②中濾液A中的氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉；取濾渣B于試管中，加入適量稀鹽酸，有氣泡冒出，溶液變?yōu)辄S色，說(shuō)明含有碳酸鈣和氧化鐵．仍有一種物質(zhì)氫氧化鈣不能確定．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的方案中仍有一種物質(zhì)氫氧化鈣不能確定，因此經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，而濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，濾渣C的質(zhì)量為1.0g，即可得鈣元素質(zhì)量是：2.0g×$\frac{40}{100}×100%$=0.8g，1.6g＞0.8g，因此一定有氫氧化鈣，即久置固體的成分是：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃

解答 解：【作出猜想】：氧化鈣在空氣中能與空氣中的水反應(yīng)生成氫氧化鈣，化學(xué)方程式為CaO+H₂O=Ca（OH）₂
【實(shí)驗(yàn)探究1】：甲同學(xué)的方案：
（1）取少量固體放于試管中，加足量蒸餾水溶解，靜置后取上層清液滴加無(wú)色酚酞溶液，固體溶解時(shí)試管外壁發(fā)燙，說(shuō)明一定含有氧化鈣，氧化鈣溶于水放出大量的熱，試管底部有不容物，溶液變紅，不一定含有氫氧化鈣，因?yàn)檠趸�鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，也能使酚酞試液變紅；
（2）另取少量固體放于試管中，滴加足量的稀鹽酸，有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵，不一定不含F(xiàn)e₂O₃，因?yàn)檠趸�鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．
（3）將步驟（2）中產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中，石灰水變渾濁，說(shuō)明固體中一定含有碳酸鈣，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳使石灰水變渾濁．
【實(shí)驗(yàn)探究2】：
（1）由乙丙同學(xué)的設(shè)計(jì)方案可知：磁鐵吸引了鐵粉；固體溶于水后，濾液A中的氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，化學(xué)方程式為：
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
（2）對(duì)濾渣B的探究：①取濾渣B于試管中，加入足量稀鹽酸，有氣泡冒出，溶液變?yōu)辄S色，說(shuō)明一定含有碳酸鈣和氧化鐵，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化鐵溶于水呈黃色．
由乙丙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)還不能確定一定含有氫氧化鈣，因?yàn)檠趸�鈣與水反應(yīng)生成了氫氧化鈣．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的方案中仍有一種物質(zhì)氫氧化鈣不能確定，因此經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，而濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，濾渣C的質(zhì)量為1.0g，即鈣元素質(zhì)量是：2.0g×$\frac{40}{100}$×100%=0.8g，1.6g＞0.8g，因此一定有氫氧化鈣，即久置固體的成分是：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．故答案為：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃
故答案是：
【作出猜想】CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
【實(shí)驗(yàn)探究1】

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
（1）		CaO．
（2）稀HCl．		Fe，
（3）	澄清石灰水變渾濁

【實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑】
（1）氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，也能使酚酞試液變紅．
（2）氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．
【實(shí)驗(yàn)探究2】（1）③Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（2）Fe₂O₃，Ca（OH）₂．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

點(diǎn)評(píng) 有關(guān)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)是中考的熱點(diǎn)之一，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)，要注意用最少的藥品和最簡(jiǎn)單的方法；關(guān)于對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)，要在兩個(gè)方面考慮，一是方案是否可行，能否達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模欢�是設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行比較，那種方法更簡(jiǎn)便．