Question

紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑，品名為“504雙吸劑”，其標(biāo)簽如圖所示。同學(xué)們對(duì)一包久置“504雙吸劑”固體樣品很好奇，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)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。
【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(xué)方程式表示）                    。
【實(shí)驗(yàn)探究1】
甲同學(xué)的方案：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)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(wú)色酚酞溶液	固體溶解時(shí)試管外壁發(fā)燙，試管底部有不溶物，溶液變紅。	固體中一定含有    和氫氧化鈣。
（2）另取少量固體放于試管中，滴加足量的          。	固體逐漸消失，有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液。	固體中一定含有     ， 一定不含F(xiàn)e2O3
（3）將步驟（2）中產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中		固體中一定含有CaCO3

【實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑】
（1）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中不能得出一定含Ca(OH)₂的結(jié)論，理由是        。
（2）丙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)并不能得出一定不含F(xiàn)e₂O₃的結(jié)論，理由是        。
【實(shí)驗(yàn)探究2】

乙、丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案繼續(xù)驗(yàn)證：
（1）乙、丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中又能得出固體樣品中一定還含有      。
（2）乙同學(xué)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)得上述濾渣C（CaCO₃ ）的質(zhì)量為1.0 g，計(jì)算濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量。（寫出解題過程）
丙同學(xué)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6 g，濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0 g。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】綜合上述實(shí)驗(yàn)及乙、丙同學(xué)的數(shù)據(jù)，久置固體的成分是              。

Answer 1

【作出猜想】CaO+H₂O＝Ca(OH)₂
【實(shí)驗(yàn)探究1】CaO  稀鹽酸   Fe  澄清的石灰水變渾濁
【實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑】（1）氧化鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣也能使無(wú)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(shí)驗(yàn)探究2】（1）Fe₂O₃
（2）Ca(OH)₂:0.74g   
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃

解析試題分析：【作出猜想】因?yàn)闃悠返某煞种斜旧砗�有氧化鈣，而氧化鈣容易和空氣中的水反應(yīng)生成氫氧化鈣，故久置固體中可能含有Ca(OH)₂，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaO+H₂O＝Ca(OH)₂。
【實(shí)驗(yàn)探究1】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，“固體溶解時(shí)試管外壁發(fā)燙”，說(shuō)明固體溶解放出大量的熱，再結(jié)合所給的物質(zhì)，只有生石灰在溶于水時(shí)，能與水反應(yīng)生成熟石灰，同時(shí)放出大量的熱，故可判斷固體中一定含有氧化鈣。
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，滴加某物質(zhì)后，“固體逐漸消失，有大量無(wú)色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液”，說(shuō)明固體中一定含有Fe，且向其中滴加的是稀鹽酸，因?yàn)殍F能與稀鹽酸反應(yīng)，生成氯化亞鐵（淺綠色）和氫氣。
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)論分析，由于“固體中一定含有CaCO₃”，故步驟（2）中產(chǎn)生的氣體中含有二氧化碳，則“將步驟（2）中產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中”，可觀察到澄清石灰水變渾濁。
【實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑】（1）由于氧化鈣能與水反應(yīng)，生成氫氧化鈣，故無(wú)法確定原固體中是否含有氫氧化鈣。
（2）由于氧化鐵能和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵，而根據(jù)題意，鐵能和氯化鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，故溶液也是淺綠色，所以不一定不含F(xiàn)e₂O₃。
【實(shí)驗(yàn)探究2】（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，濾渣B中加入足量稀鹽酸后，溶液變黃色，而稀鹽酸能與氧化鐵反應(yīng)，生成氯化鐵溶液（黃色），由此可知，固體樣品中一定還含有Fe₂O₃。
（2）根據(jù)圖示，結(jié)合上面的分析可知，濾液A中含有氫氧化鈣溶液，向其中加入足量碳酸鈉溶液，二者反應(yīng)生成濾渣C（CaCO₃ ）和氫氧化鈉溶液，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca(OH)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+NaOH，根據(jù)濾渣C（CaCO₃ ）的質(zhì)量，可求出濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量。
設(shè)濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量為x
Ca(OH)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+NaOH，
74            100
x              1.0g
74:100=x:1.0g
解得，x=0.74g
答：濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量為0.74g。
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
根據(jù)題意，結(jié)合圖示分析，濾渣B為原殘留固體中的CaCO₃，而經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，則原殘留固體中除了CaCO₃外，共有含鈣物質(zhì)0.6g，若0.6g物質(zhì)均為氧化鈣，并設(shè)其與足量的水反應(yīng)生成的氫氧化鈣的質(zhì)量為y，則有
CaO+H₂O＝Ca(OH)₂
56       74
0.6g     y       
56:74=0.6g:y
解得，y=0.79g
而根據(jù)上面的分析可知，濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量為0.74g，0.74g＜0.79g，因此樣品中一定還含有氫氧化鈣，即原殘留固體中的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃。
考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量，常見金屬的特性及其應(yīng)用，酸的化學(xué)性質(zhì)，鹽的化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來(lái)驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等；在研究物質(zhì)組成時(shí)，通過定性的探究實(shí)驗(yàn)不能確定某組成成分時(shí)，可通過定量研究加以判斷；定量研究時(shí)，質(zhì)量守恒思想是進(jìn)行推斷的根本依據(jù)。