Question

8．紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑，品名為“504雙吸劑”，其標簽如圖所示．同學們對一包久置的“504雙吸劑”固體樣品很好奇，設計實驗進行探究．
【提出問題】久置固體的成分是什么？
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液常溫發生反應生成氯化亞鐵．
【作出猜想】久置固體中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃．久置固體中可能含有Ca（OH）₂的原因是（用化學方程式表示）CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
【實驗探究1】甲同學的方案：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
（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燙，試管底部有不容物，溶液變紅．	固體中一定含有CaO 和氫氧化鈣．
（2）另取少量固體放于試管中，滴加足量的稀鹽酸．	固體逐漸消失，有大量無色氣體產生，得到淺綠色溶液．	固體中一定含有鐵， 一定不含Fe2O3
（3）將步驟（2）中產生的氣體通入到澄清的石灰水中	澄清的石灰水變渾濁	固體中一定含有CaCO3

【實驗質疑】
（1）乙同學認為甲同學的實驗中不能得出一定含Ca（OH）₂的結論，理由是氧化鈣與水反應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．
（2）丙同學認為甲同學的實驗并不能得出一定不含Fe₂O₃的結論，理由是氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．
【實驗探究2】乙、丙同學設計如下實驗方案繼續驗證：

（1）③中反應的化學方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（2）乙、丙同學實驗中又能得出固體樣品中一定還含有Fe₂O₃，仍有一種物質不能確定，該物質是Ca（OH）₂．
（3）乙、丙同學又經過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質的總質量為1.6g，濾渣B中CaCO₃的質量為1.0g，濾渣C的質量為1.0g．
【實驗結論】綜合上述實驗及所給數據，久置固體的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

Answer 1

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生成氫氧化鈣，根據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，有大量無色氣體產生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵，不一定不含Fe₂O₃理由是：氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，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】
由乙丙同學的設計方案可知：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，溶液變為黃色，說明含有碳酸鈣和氧化鐵．仍有一種物質氫氧化鈣不能確定，因此經過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質的總質量為1.6g，而濾渣B中CaCO₃的質量為1.0g，故氧化鈣或氫氧化鈣或兩者混合物質量為0.6g，與碳酸鈉反應生成的濾渣C碳酸鈣的質量為1.0g，C中鈣元素質量是：1.0g×$\frac{40}{100}$×100%=0.4g，根據反應前后鈣元素守恒，假設0.6g全是氧化鈣，則含鈣元素質量為0.6g×$\frac{40}{56}$×100%=0.428g，假設全是氫氧化鈣，則鈣元素質量為0.6×$\frac{40}{74}$×100%=0.324g，而C中鈣元素質量為0.4g，因此是氧化鈣和氫氧化鈣的混合物，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生成氫氧化鈣，化學方程式為CaO+H₂O=Ca（OH）₂
【實驗探究1】甲同學的方案：
（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，有大量無色氣體產生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵，不一定不含Fe₂O₃，因為氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．
（3）將步驟（2）中產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，碳酸鈣與鹽酸反應產生二氧化碳使石灰水變渾濁．
【實驗探究2】
（1）由乙丙同學的設計方案可知：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生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，化學方程式為：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，溶液變為黃色，說明一定含有碳酸鈣和氧化鐵，碳酸鈣與鹽酸反應產生氣泡，氧化鐵與鹽酸反應產生氯化鐵溶于水呈黃色．
由乙丙同學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生成了氫氧化鈣．
【實驗結論】經過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質的總質量為1.6g，而濾渣B中CaCO₃的質量為1.0g，故氧化鈣或氫氧化鈣或兩者混合物質量為0.6g，與碳酸鈉反應生成的濾渣C碳酸鈣的質量為1.0g，C中鈣元素質量是：1.0g×$\frac{40}{100}$×100%=0.4g，根據反應前后鈣元素守恒，假設0.6g全是氧化鈣，則含鈣元素質量為0.6g×$\frac{40}{56}$×100%=0.428g，假設全是氫氧化鈣，則鈣元素質量為0.6×$\frac{40}{74}$×100%=0.324g，而C中鈣元素質量為0.4g，因此是氧化鈣和氫氧化鈣的混合物，即久置固體的成分是：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．
故答案為：
【作出猜想】CaO+H₂O=Ca（OH）₂
【實驗探究1】CaO；稀鹽酸；鐵；澄清的石灰水變渾濁
【實驗分析】（1）氧化鈣與水反應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；
（2）氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色；
【實驗探究2】（1）Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH；
（2）Fe₂O₃；Ca（OH）₂
【實驗結論】Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

點評 有關實驗方案的設計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關于對實驗設計方案的評價，要在兩個方面考慮，一是方案是否可行，能否達到實驗目的；二是設計的方法進行比較，那種方法更簡便．本考點主要出現在實驗題中．