Question

【題目】“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(biāo)簽如圖所示。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(jìn)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。

【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】下表是小明設(shè)計的實驗方案和記錄的實驗報告，請你補(bǔ)充完整。

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①少量樣品放入試管中，滴加一定量的_______________，用帶異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_______________，不含Fe2O3。
②取少量樣品放入試管中，加水溶解，靜置后取上層清液滴加無色酚酞試液。	試管底部有不溶物，上層清液由無色變?yōu)榧t色。	樣品中含有_______________。

【實驗質(zhì)疑】小組同學(xué)通過討論認(rèn)為實驗并不能得出一定不含F(xiàn)e2O3的結(jié)論，理由是

______________________、_____________________________________(用化學(xué)方程式表示)。

為進(jìn)一步確定這包久置的“雙吸劑”固體的成分進(jìn)行如下定量實驗：

【實驗探究2】取3 g樣品研碎，并用磁鐵充分吸引后，得到剩余固體2.6 g，按照如圖流程進(jìn)行實驗，請回答相關(guān)問題：

(1)操作二、操作三名稱是_________________；

(2)固體I的成分是_________________(填物質(zhì)化學(xué)式，下同)；

(3)燒杯A中溶液和加入的碳酸鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________；

(4)依據(jù)實驗探究1、2中現(xiàn)象的分析及數(shù)據(jù)計算判斷，這包久置“雙吸劑”固體的成分是

_____________________________________。

【實驗反思】下列對實驗探究1、2的反思，不正確的是_________________(填字母序號)。

A．對物質(zhì)成分的探究有時需要定性與定量實驗的結(jié)合

B．實驗探究2燒杯C中的溶質(zhì)為Na2CO3和NaOH

C．實驗探究1、2中都有氣體產(chǎn)生，但生成的氣體成分不同

D．在原樣品中加入足量鹽酸有4個反應(yīng)發(fā)生

Answer 1

【答案】 稀鹽酸或稀硫酸 Fe、CaCO3 CaO和Ca(OH)2中的一種或二種 Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 過濾 CaCO3、Fe2O3 Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH Fe、CaO、Fe2O3、Ca(OH)2、CaCO3 D

【解析】【實驗探究1】①根據(jù)實驗現(xiàn)象“產(chǎn)生了大量的氣泡”，說明加入的是酸，該酸可能是稀鹽酸或稀硫酸；得到了淺綠色溶液，說明生成了亞鐵離子，即固體中含有鐵；澄清石灰水變渾濁，說明生成了二氧化碳，那么固體中含有碳酸鈣；②靜置后取上層清液滴加無色酚酞試液，無色酚酞變成紅色，說明溶液呈堿性，那么可能含有氫氧化鈣，也可能是氧化鈣與水反應(yīng)生成了呈堿性的氫氧化鈣；【實驗質(zhì)疑】根據(jù)資料：鐵與氯化鐵溶液在常溫下反應(yīng)生成氯化亞鐵，故固體中可能含有氧化鐵，原因是：Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O，2FeCl3 + Fe = 3FeCl2；

【實驗探究2】（1）通過操作二、操作三分別得到了固體和液體，說明進(jìn)行的操作是過濾；（2）取3 g樣品研碎，并用磁鐵充分吸引后，得到剩余固體2.6 g，所以已經(jīng)除去了鐵粉，溶解過濾的固體1的質(zhì)量為2g，其中含有碳酸鈣，還可能含有氧化鐵，由碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑可知碳酸鈣與二氧化碳反應(yīng)的質(zhì)量比為100：44，由于生成氣體0.44g，故固體1中應(yīng)含有1g碳酸鈣，那么剩余的1g是氧化鐵，即固體1中含有碳酸鈣和氧化鐵；（3）燒杯A中含有氫氧化鈣，加入碳酸鈉后反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，反應(yīng)的化學(xué)方程式表示為Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH；（4）從樣品到固體1時，其質(zhì)量減少了2.6g-2g=0.6g；而經(jīng)過與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣的質(zhì)量為1g，根據(jù)氫氧化鈣與碳酸鈣反應(yīng)的質(zhì)量比可計算出參加反應(yīng)的氫氧化鈣的質(zhì)量為0.74g>0.6g，故原固體中一定含有氫氧化鈣；若0.6g全部是氧化鈣，結(jié)合氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣的化學(xué)方程式可計算出生成的氫氧化鈣的質(zhì)量大于0.74g，故原固體中含含有一定量的氫氧化鈣。結(jié)合實驗探究和分析可知原固體的成分是：Fe、CaO、Fe2O3、Ca(OH)2、CaCO3。【實驗反思】A、物質(zhì)成分的探究需要定性與定量實驗的結(jié)合，正確；B、燒杯C中的成分為生成的氫氧化鈉和過濾的碳酸鈉，正確；C、實驗探究1生成的氣體是鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成的氫氣，實驗探究1生成的氣體是碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳，正確；D、Fe、CaO、Fe2O3、Ca(OH)2、CaCO3均能與稀鹽酸反應(yīng)，故反應(yīng)的反應(yīng)有5個，錯誤。故選D。