Question

3．紅棗中含有豐富的VC和糖類，常食能增強人體的免疫力，有補血養氣安神等良好功效，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1所示．某化學興趣小組對一包久置的“504雙吸劑”固體樣品產生濃厚的興趣，設計實驗進行探究．

【提出問題】久置固體的成分是什么？
【作出猜想】久置固體中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃．
【查閱資料】鐵與氯化鐵溶液在常溫下發生反應生成氯化亞鐵．
【實驗探究】甲同學的方案：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量固體于試管中，滴 加足量的稀鹽酸（或稀硫酸）．	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Fe（或鐵粉）， 一定不含Fe2O3．

乙同學認為甲同學的實驗并不能得出一定不含Fe₂O₃的結論，理由是氧化鐵與稀鹽酸（或稀硫酸）反應生成的氯化鐵（或硫酸鐵）又與鐵粉反應生成氯化亞鐵（或硫酸亞鐵）．
他設計如圖2實驗方案繼續驗證．
（1）步驟①樣品用磁鐵吸引前需經過研碎，其中研碎的目的是增大接觸面積，使得鐵粉能夠充分吸引；
（2）②中固體溶解時放出大量熱，由此可以判斷固體中一定含有CaO（或氧化鈣）．
（3）③中反應的化學方程式是Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．
乙同學對濾渣B又進行探究．

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量固體于試管中，滴加足量的稀鹽酸，并將氣體通入澄清石灰水	固體逐漸消失、有氣泡產生、 澄清石灰水變渾濁、溶液呈黃色．	固體中一定含有CaCO3和Fe2O3．

【反思與評價】甲、乙兩同學經過討論后，完善實驗方案最終確定該久置固體的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、CaCO₃．

Answer 1

分析 本題探究了防腐劑的成分，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．
（1）由乙同學的設計方案可知：磁鐵吸引了鐵粉，②中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；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，配平即可；
對濾渣B又進行探究：①取濾渣B于試管中，加入適量稀鹽酸，固體減少，有氣泡冒出，溶液變為黃色；②將生成的氣體通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁；固體中一定含有CaCO₃和Fe₂O₃．

解答 解：甲同學的方案：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．北北同學不一定不含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．
（1）步驟①樣品用磁鐵吸引前需經過研碎，研碎的目的是 增大接觸面積，使反應充分
（2）由乙同學的設計方案可知：磁鐵吸引了鐵粉，②中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；反應的化學方程式為CaO+H₂O=Ca（OH）₂
（3）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
對濾渣B的探究：①根據實驗結論，固體中一定含有碳酸鈣和氧化鐵，因此取濾渣B于試管中，加入適量稀鹽酸；②將生成的氣體通入澄清石灰水，可看到固體減少，有氣泡冒出，溶液變為黃色，澄清石灰水變渾濁；
故答案為：甲同學的方案：稀鹽酸（或稀硫酸）；  Fe（或鐵粉）；
乙同學的理由：氧化鐵與稀鹽酸（或稀硫酸）反應生成的氯化鐵（或硫酸鐵）又與鐵粉反應生成氯化亞鐵（或硫酸亞鐵）．
（1）增大接觸面積，使得鐵粉能夠充分吸引；
（2）CaO（或氧化鈣）；
（3）Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
乙同學的探究：澄清石灰水變渾濁； 溶液呈黃色．

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．