Question

17．春節(jié)期間，小穎陪媽媽去醫(yī)院打點滴，發(fā)現(xiàn)護士往輸液管上放了一個紙包，經(jīng)詢問得知它是輸液恒溫貼，可以溫暖輸入人體中的液體．小穎對包里的東西能產(chǎn)生熱量感到很神奇，于是，他向護士要了一只輸液恒溫貼，帶回來進行了如下探究．撕開真空包裝封口，剪開內(nèi)包裝袋，倒出其中的粉末，發(fā)現(xiàn)呈黑色．
【提出問題】黑色粉末可能含有哪些物質(zhì)呢？
【猜想與假設】該黑色粉末可能含有炭粉、鐵粉、二氧化錳、氧化銅、四氧化三鐵中的一種或幾種．
【初步驗證】將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引．
【查閱資料】四氧化三鐵能被磁鐵吸引．四氧化三鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水．
【初步結(jié)論】黑色粉末可能含有Fe₃O₄（或Fe）．
【進行實驗】

實驗 編號	實驗操作	實驗現(xiàn)象
①	取少量黑色粉末于試管中，加足量稀硫酸	固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色
②	將實驗①試管中的物質(zhì)過濾，向濾液中加入足量鐵粉	有氣泡產(chǎn)生，無紅色物質(zhì)析出
③	取實驗②的濾渣灼燒，將內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩在上方	澄清石灰水變渾濁

由上述實驗可知，該黑色粉末肯定含有Fe和C，肯定不含CuO；寫出實驗①中產(chǎn)生氣體的化學方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
【交流討論】①輸液恒溫貼真空包裝的原因：鐵粉在空氣中會與水和氧氣發(fā)生緩慢氧化轉(zhuǎn)化成鐵銹，并放出熱量．
②輸液恒溫貼中炭粉的作用是加快鐵粉生銹．

Answer 1

分析 【初步結(jié)論】根據(jù)將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引，分析黑色粉末可能含有的物質(zhì)；
【進行實驗】根據(jù)實驗的操作和現(xiàn)象分析該黑色粉末肯定含有物質(zhì)，肯定不含的物質(zhì)；寫出實驗①中產(chǎn)生氣體的化學方程式；
【交流討論】
①根據(jù)鐵生銹的條件分析回答；
②根據(jù)碳能與鐵形成原電池分析恒溫貼中炭粉的作用．

解答 解：【初步結(jié)論】由將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引，可得出黑色粉末可能含有四氧化三鐵和鐵粉．
【進行實驗】由取少量黑色粉末于試管中，加足量稀硫酸，固體部分溶解，有氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)闇\綠色，說明了黑色粉末肯定含有鐵；由將實驗①試管中的物質(zhì)過濾，向濾液中加入足量鐵粉，有氣泡產(chǎn)生，無紅色物質(zhì)析出，說明了不含有氧化銅；由取實驗②濾渣灼燒，將內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩在上方，澄清石灰水變渾濁．說明了黑色粉末中一定含有碳粉．實驗①中產(chǎn)生氣體的化學方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
【交流討論】①輸液恒溫貼真空包裝的原因：鐵粉在空氣中會與氧氣、水發(fā)生緩慢氧化轉(zhuǎn)化成鐵銹并放出熱量．
②輸液恒溫貼中炭粉的作用是讓鐵和炭粉構(gòu)成原電池的負極和正極從而加快反應速率．
故答案為：
【初步結(jié)論】Fe₃O₄（或Fe）
【進行實驗】Fe和C；CuO；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
【交流討論】①水和氧氣；②加快鐵粉生銹

點評 本題屬于實驗探究題，解答本題的關(guān)鍵是熟悉鐵與酸的反應、鐵生銹的條件等知識．