Question

9．“雙吸劑”是一種常見袋裝食品的保鮮劑，能吸收空氣中的氧氣、二氧化碳、水蒸氣等．化學(xué)興趣小組的同學(xué)在某食品袋中發(fā)現(xiàn)一包“雙吸劑”，其標簽如圖1所示，同學(xué)們對這包久置的“雙吸劑”固體樣品很好奇，設(shè)計實驗進行探究．
【提出問題】久置“雙吸劑”固體的成分是什么？
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液在常溫下反應(yīng)生成氯化亞鐵：Fe+2FeCI₃=3FeCI₂
【作出猜想】久置固體中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃．
【實驗探究1】下表是甲同學(xué)設(shè)計的實驗方案和記錄的實驗報告，請你補充完整．

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取少量樣品加入試管中，滴加一定量的 稀鹽酸，用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊試管口，導(dǎo)管另一端伸入澄清石灰水中	試管中固體逐漸減少，有大量無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液，澄清石灰水變渾濁．	樣品中一定含有 Fe和CaCO3（填化學(xué)式） 不含F(xiàn)e2O3．
②另取少量樣品加入試管中，加足量的蒸餾水溶解，靜置后取上層清液滴加無色酚酞溶液	試管底部有不溶物，試管外壁有熱的感覺，上層清液由無色變?yōu)榧t色．	樣品中一定含有 CaO（填化學(xué)式）和Ca（OH）2．

【實驗質(zhì)疑】（1）乙同學(xué)認為甲同學(xué)的實驗并不能得出一定不含F(xiàn)e₂O₃的結(jié)論，理由是：因為氧化鐵和鹽酸反應(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（用文字敘述）．
（2）丙同學(xué)認為甲同學(xué)的實驗并不能得出一定不含Ca（OH）₂的結(jié)論，理由是：CaO+H₂O═Ca（OH）₂（用化學(xué)方程式表示）．
【實驗探究2】
乙、丙同學(xué)設(shè)計如圖2實驗方案繼續(xù)驗證：
（1）乙、丙同學(xué)從實驗中得出固體樣品中一定還含有Fe₂O₃（填化學(xué)式），仍有一種物質(zhì)不能確定．
（2）乙、丙同學(xué)又經(jīng)過實驗測得上述3.9g殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為2.12g，濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，濾渣C的質(zhì)量為2.0g．
【實驗結(jié)論】
綜合上述實驗及所給數(shù)據(jù)，可以確定這包久置“雙吸劑”固體的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃（填化學(xué)式）．

Answer 1

分析 【實驗探究1】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，根據(jù)據(jù)結(jié)論碳酸鈣可以和稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳描述現(xiàn)象；
固體溶解時放出大量熱，根據(jù)生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；
【實驗質(zhì)疑】（1）根據(jù)信息氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色堿性分析；
（2）氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣也能使無色酚酞變紅，不能確定原固體中是否含有氫氧化鈣；
【實驗探究2】
由乙丙同學(xué)的設(shè)計方案可知：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，經(jīng)過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為2.12g，而濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，濾渣C的質(zhì)量為2.0g，根據(jù)鈣元素的質(zhì)量和殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量進行比較得出結(jié)論．

解答 解：【實驗探究1】由題目中可知固體成分可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃，由表中實驗現(xiàn)象：“試管中固體逐漸減少，有大量無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液，澄清石灰水變渾濁．”說明固體和一種物質(zhì)反應(yīng)生成了二氧化碳氣體（澄清石灰水變濁的氣體），和一種含有Fe²⁺的物質(zhì)（得到淺綠色溶液），實驗室里制取二氧化碳氣體的方法為用石灰石和稀鹽酸反應(yīng)，其化學(xué)方程式式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，而鐵也可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，其化學(xué)方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，可以推出加入的這種物質(zhì)為稀鹽酸，固體物質(zhì)中一定有的物質(zhì)是Fe和CaCO₃；其他的固體物質(zhì)中可以和稀鹽酸反應(yīng)的有：①氧化鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣（溶液為無色）和水，其反應(yīng)化學(xué)方程式為：CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O；②氫氧化鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣（溶液為無色）和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O；③氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵（溶液為黃色）和水，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．由于最后所得溶液沒有顯黃色，也就是溶液中沒有，所以固體物質(zhì)中一定沒有Fe₂O₃．
加水溶解后，氧化鈣可和和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，同時反應(yīng)放出大量的熱，生成的氫氧化鈣的溶液呈堿性，能使無色的酚酞試液變成紅色；樣品中一定含有氧化鈣或氫氧化鈣；
【實驗質(zhì)疑】（1）取少量固體放于試管中，滴加足量的稀鹽酸，有大量無色氣體產(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，因為氧化鐵和鹽酸反應(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；
（2）將產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中，石灰水變渾濁，說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；
【實驗探究2】
（1）對濾渣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)的實驗還不能確定一定含有氫氧化鈣，因為氧化鈣與水反應(yīng)生成了氫氧化鈣．
【實驗結(jié)論】（1）經(jīng)過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為2.12g，而濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，濾渣C的質(zhì)量為2.0g，即鈣元素質(zhì)量是：3.0g×$\frac{40}{100}$×100%=1.2g，2.12g＞1.2g，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．
答案：
【實驗探究1】

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①取少量樣品加入試管中，滴加一定量的  稀鹽酸，用帶導(dǎo)管的單孔橡皮塞塞緊試管口，導(dǎo)管另一端伸入澄清石灰水中	試管中固體逐漸減少，有大量無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液，澄清石灰水變渾濁．	樣品中一定含有 Fe和 CaCO3（填化學(xué)式） 不含F(xiàn)e2O3．
②另取少量樣品加入試管中，加足量的蒸餾水溶解，靜置后取上層清液滴加無色酚酞溶液	試管底部有不溶物，試管外壁有熱的感覺，上層清液由無色變?yōu)榧t色．	樣品中一定含有 CaO（填化學(xué)式）和Ca（OH）2．

【實驗質(zhì)疑】（1）因為氧化鐵和鹽酸反應(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；
（2）CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
【實驗探究2】
Fe₂O₃．
【實驗結(jié)論】
Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

點評 本考點既考查了實驗步驟的設(shè)計，又考查了化學(xué)方程式的書寫，還對實驗進行了評價，綜合性比較強．實驗探究題是近幾年中考的熱點之一，它包括實驗方法和過程的探究，實驗結(jié)論和實驗規(guī)律的探究等．本題通過實驗資料和實驗分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．