Question

9．紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑，品名為“504雙吸劑”．其標簽如下圖所示．同學(xué)們對一包久置的“504雙吸劑”固體樣品很好奇，設(shè)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】鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵．
【猜想】久置固體中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃．
【實驗探究1】甲同學(xué)的方案：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
（1）取少量固體放于試管中，加足量蒸餾水溶解，靜止后取上層清液滴加無色酚酞溶液	固體溶解時試管外壁發(fā)燙，試管地步有不溶物，溶液發(fā)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，有無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液．	固體中一定含有Fe，一定不含F(xiàn)e2O3
（3）將步驟（2）中產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中	澄清的石灰石變渾濁	固體中一定含有CaCO3

【實驗質(zhì)疑】
（1）乙同學(xué)認為甲同學(xué)的實驗中不能得出一定含有Ca（OH）₂的結(jié)論，理由是氧化鈣與水反應(yīng)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(xué)任務(wù)甲同學(xué)的實驗并不能得出一定不含F(xiàn)e₂O₃的結(jié)論，理由是氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．
【實驗探究2】
乙、丙同學(xué)設(shè)計如下實驗方案繼續(xù)驗證：

（1）③中反應(yīng)的化學(xué)方程式是Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH．
（2）乙、丙同學(xué)實驗中又能得到固體樣品中一定還含有Fe₂O₃，仍有一種物質(zhì)不能沉淀，該物質(zhì)是Ca（OH）₂．
（3）乙、丙同學(xué)又經(jīng)過實驗測得上述殘留固體中含改物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，濾渣C的質(zhì)量為1.0g．
【實驗結(jié)論】綜合上述實驗及所給的數(shù)據(jù)，久置固體的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

Answer 1

分析 【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(yīng)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(chǎn)生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵，不一定不含F(xiàn)e₂O₃理由是：氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)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(xué)的設(shè)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(yīng)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?yōu)辄S色，說明含有碳酸鈣和氧化鐵．仍有一種物質(zhì)氫氧化鈣不能確定，因此經(jīng)過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，而濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，故氧化鈣或氫氧化鈣或兩者混合物質(zhì)量為0.6g，與碳酸鈉反應(yīng)生成的濾渣C碳酸鈣的質(zhì)量為1.0g，C中鈣元素質(zhì)量是：1.0g×$\frac{40}{100}$×100%=0.4g，根據(jù)反應(yīng)前后鈣元素守恒，假設(shè)0.6g全是氧化鈣，則含鈣元素質(zhì)量為0.6g×$\frac{40}{56}$×100%=0.428g，假設(shè)全是氫氧化鈣，則鈣元素質(zhì)量為0.6×$\frac{40}{74}$×100%=0.324g，而C中鈣元素質(zhì)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：【實驗探究1】甲同學(xué)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(fā)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(yīng)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(chǎn)生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵，不一定不含F(xiàn)e₂O₃，因為氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色．
（3）將步驟（2）中產(chǎn)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(yīng)產(chǎn)生二氧化碳使石灰水變渾濁．
【實驗探究2】
（1）由乙丙同學(xué)的設(shè)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(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，化學(xué)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?yōu)辄S色，說明一定含有碳酸鈣和氧化鐵，碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，氧化鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯化鐵溶于水呈黃色．
由乙丙同學(xué)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(yīng)生成了氫氧化鈣．
【實驗結(jié)論】經(jīng)過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，而濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，故氧化鈣或氫氧化鈣或兩者混合物質(zhì)量為0.6g，與碳酸鈉反應(yīng)生成的濾渣C碳酸鈣的質(zhì)量為1.0g，C中鈣元素質(zhì)量是：1.0g×$\frac{40}{100}$×100%=0.4g，根據(jù)反應(yīng)前后鈣元素守恒，假設(shè)0.6g全是氧化鈣，則含鈣元素質(zhì)量為0.6g×$\frac{40}{56}$×100%=0.428g，假設(shè)全是氫氧化鈣，則鈣元素質(zhì)量為0.6×$\frac{40}{74}$×100%=0.324g，而C中鈣元素質(zhì)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：【實驗探究1】CaO；稀鹽酸；澄清的石灰水變渾濁；
【實驗質(zhì)疑】（1）氧化鈣與水反應(yīng)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(yīng)生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應(yīng)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(jié)論】Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃

點評 有關(guān)實驗方案的設(shè)計和對實驗方案的評價是中考的熱點之一，設(shè)計實驗方案時，要注意用最少的藥品和最簡單的方法；關(guān)于對實驗設(shè)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?zāi)康�；二是設(shè)計的方法進行比較，那種方法更簡便．本考點主要出現(xiàn)在實驗題中．