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)們對一包久置的“504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
【實驗探究1】甲同學(xué)的方案:
實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(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色酚酞溶液.固體溶解時試管外壁發(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
【實驗質(zhì)疑】
(1)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實驗中不能得出一定含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)的實驗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.
【實驗探究2】乙、丙同學(xué)設(shè)計如下實驗方案繼續(xù)驗證:
(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)實驗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)過實驗測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.
【實驗結(jié)論】綜合上述實驗及所給數(shù)據(jù),久置固體的成分是Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3

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)書寫方程式的原則書寫方程式.
【實驗探究1】:固體溶解時放出大量熱,因為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;但氧化鈣與水反應(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.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,說明固體中一定含有CaCO3
【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.
【實驗結(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)過實驗測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
【實驗探究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色酚酞溶液,固體溶解時試管外壁發(fā)燙,說明一定含有氧化鈣,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,因為氧化鈣和水反應(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.
(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)由乙丙同學(xué)的設(shè)計方案可知: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】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)過實驗測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
【實驗探究1】

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
(1) CaO.
(2)稀HCl. Fe,
(3)澄清石灰水變渾濁
【實驗質(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.
【實驗探究2】(1)③Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH.
(2)Fe2O3,Ca(OH)2
【實驗結(jié)論】Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3

點(diǎn)評 有關(guān)實驗方案的設(shè)計和對實驗方案的評價是中考的熱點(diǎn)之一,設(shè)計實驗方案時,要注意用最少的藥品和最簡單的方法;關(guān)于對實驗設(shè)計方案的評價,要在兩個方面考慮,一是方案是否可行,能否達(dá)到實驗?zāi)康;二是設(shè)計的方法進(jìn)行比較,那種方法更簡便.

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