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。化學興趣小組的同學在某食品袋中發現一包“雙吸劑”，其標簽如圖所示。同學們對這包久置的“雙吸劑”固體樣品很好奇，設計實驗進行探究。

【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	實驗現象	實驗結論
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，上層清液由無色變為紅色。	樣品中含有_______________。

【實驗質疑】小組同學通過討論認為實驗并不能得出一定不含Fe2O3的結論，理由是

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

為進一步確定這包久置的“雙吸劑”固體的成分進行如下定量實驗：

【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，按照如圖流程進行實驗，請回答相關問題：

(1)操作二、操作三名稱是_________________；

(2)固體I的成分是_________________(填物質化學式，下同)；

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

(4)依據實驗探究1、2中現象的分析及數據計算判斷，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．對物質成分的探究有時需要定性與定量實驗的結合

B．實驗探究2燒杯C中的溶質為Na2CO3和NaOH

C．實驗探究1、2中都有氣體產生，但生成的氣體成分不同

D．在原樣品中加入足量鹽酸有4個反應發生

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根據實驗現象“產生了大量的氣泡”，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生成了呈堿性的氫氧化鈣；【實驗質疑】根據資料：鐵與氯化鐵溶液在常溫下反應生成氯化亞鐵，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，所以已經除去了鐵粉，溶解過濾的固體1的質量為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的化學方程式CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑可知碳酸鈣與二氧化碳反應的質量比為100：44，由于生成氣體0.44g，故固體1中應含有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，加入碳酸鈉后反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，反應的化學方程式表示為Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH；（4）從樣品到固體1時，其質量減少了2.6g-2g=0.6g；而經過與碳酸鈉反應生成碳酸鈣的質量為1g，根據氫氧化鈣與碳酸鈣反應的質量比可計算出參加反應的氫氧化鈣的質量為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，結合氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣的化學方程式可計算出生成的氫氧化鈣的質量大于0.74g，故原固體中含含有一定量的氫氧化鈣。結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、物質成分的探究需要定性與定量實驗的結合，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，故反應的反應有5個，錯誤。故選D。