Question

13．小明見媽媽買了些取暖袋，他很好奇，打開了一袋，發(fā)現(xiàn)里面是黑色的粉末．小明提出了問題：取暖袋中是哪種物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)而釋放熱量呢？
【查找資料】
①取暖袋由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成．原料層中的黑色粉末的主要成分是鐵粉、活性炭、蛭石、可溶性無機鹽、吸水性樹脂（含水）．
②蛭石是當(dāng)今世界首屈一指的保溫材料，起保溫作用；吸水性樹脂可反復(fù)釋水、吸水，起吸水、保水的作用；二者均不參加化學(xué)反應(yīng)．
③使用時應(yīng)注意事項：不使用產(chǎn)品時請勿拆開密封包裝．
【提出猜想】
①可溶性無機鹽可能是氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉中一種或幾種．
②取暖袋發(fā)熱時，可能是鐵粉、氧氣、無機鹽、水、活性炭幾種物質(zhì)間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
【實驗準(zhǔn)備】
用NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、Na₂CO₃溶液進行如下實驗，為確定無機鹽的成分小明查閱了如下資料．

	NaCl溶液	Na2SO4溶液	Na2CO3溶液
加入稀鹽酸	無明顯變化	無明顯變化	現(xiàn)象Ⅰ
加入BaCl2溶液	無明顯變化	產(chǎn)生白色沉淀	產(chǎn)生白色沉淀
加入AgNO3溶液	產(chǎn)生白色沉淀	溶液略呈渾濁	產(chǎn)生淡黃色沉淀

（1）現(xiàn)象I是有氣泡冒出．
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液混合發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，則白色沉淀的化學(xué)式為BaSO₄．
【實驗過程】
分別取沒有使用的取暖袋和失效后的取暖袋中的黑色粉末完成以下實驗，探究無機鹽的成分及參加反應(yīng)的物質(zhì)．

序號	加入試劑及操作	沒有使用的暖袋	失效后的暖袋
I	加入足量水觀察	無色溶液，大量固體在燒杯底部	無色溶液，大量固體在燒杯底部
Ⅱ	取I中上層清液，向其中滴加鹽酸	無變化	無變化
Ⅲ	取I中上層清液，向其中滴加BaCl2溶液	無變化	無變化
Ⅳ	取I中上層清液，向其中滴加AgNO3溶液	白色沉淀	白色沉淀
Ⅴ	另取黑色粉末加入足量鹽酸	大量氣泡，溶液呈淺綠色	無氣泡，溶液呈黃色溶液

（3）通過上述實驗，可以得出以下結(jié)論：
①取暖袋中無機鹽的成分是氯化鈉．
②取暖袋發(fā)熱時，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是鐵粉．
（4）小明提出，氧氣是否參加了反應(yīng)？請你幫小明設(shè)計一套裝置，裝置圖為，證明氧氣參加了反應(yīng)．
【反思與評價】
（5）IV中的現(xiàn)象判定無機鹽未參加反應(yīng)．他的結(jié)論是否合理，說明理由并解釋原因：不合理，若無機鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．

Answer 1

分析 本題能使同學(xué)們體會到實驗探究的一般過程，通過實驗分析可知：現(xiàn)象I是有氣泡冒出，因為碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)能生成二氧化碳；BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀和氯化鈉；實驗V中，觀察到產(chǎn)生大量氣泡和淺綠色溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式是：鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，配平即可；根據(jù)實驗過程中的現(xiàn)象分析，取暖袋中無機鹽的成分是氯化鈉，取暖袋發(fā)熱時，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是鐵粉，因為鐵生銹屬于緩慢氧化，放出熱量；利用如圖裝置，設(shè)計的實驗方案是：在盛有氧氣的集氣瓶中加入潮濕的鐵粉，過一段時間，水被倒吸，則氧氣參加了反應(yīng)；根據(jù)IV中的現(xiàn)象判定無機鹽未參加反應(yīng)是不合理，若無機鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．

解答 解：
（1）現(xiàn)象I是有氣泡冒出，因為碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)能生成二氧化碳，故答案為：有氣泡冒出；
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀和氯化鈉，故答案為：BaSO₄；
（3）①根據(jù)實驗過程中的現(xiàn)象分析，取暖袋中無機鹽的成分是氯化鈉，②取暖袋發(fā)熱時，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是鐵粉，因為鐵生銹屬于緩慢氧化，放出熱量，故答案為：①氯化鈉；②鐵粉；
（4）利用如答案圖裝置，設(shè)計的實驗方案是：在盛有氧氣的集氣瓶中加入潮濕的鐵粉，過一段時間，水被倒吸，則氧氣參加了反應(yīng)，故答案為：在盛有氧氣的集氣瓶中加入潮濕的鐵粉，過一段時間，水被倒吸；
（5）根據(jù)IV中的現(xiàn)象判定無機鹽未參加反應(yīng)是不合理，若無機鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象；故答案為：不合理，若無機鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．
本題答案為：
（1）有氣泡冒出；
（2）BaSO₄；
（3）①NaCl； ②Fe；
（4）
（5）不合理，若無機鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．

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．