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)簽如下表所示．同學(xué)們對一包久置的“504雙吸劑”固體樣品很好奇，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．

品名：504雙吸劑 成分：鐵粉、生石灰等

【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）

CaO+H₂O=Ca（OH）₂

．
【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 氧化鈣 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(chǎn)生，得到淺綠色溶液．	固體中一定含有 鐵 ， 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	澄清的石灰水變渾濁	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

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)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

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】
乙、丙同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示實(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

氧化鐵

．
（2）乙同學(xué)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測得上述濾渣C（CaCO₃）的質(zhì)量為1.0g，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)測得上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g．
【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

Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃

．

Answer 1

分析：【作出猜想】
氧化鈣能和水反應(yīng)生成氫氧化鈣；
【實(shí)驗(yàn)探究1】
（1）氧化鈣溶于水時(shí)能夠放出大量的熱；
（2）鐵能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣；
（3）碳酸鈣能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳能使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色酚酞變紅；
（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；
【實(shí)驗(yàn)探究2】
（1）稀鹽酸和氧化鐵反應(yīng)能生成氯化鐵和水，氯化鐵溶液是黃色的；
（2）通過計(jì)算、結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷物質(zhì)的組成．

解答：解：【作出猜想】
因?yàn)檠趸�鈣和水反應(yīng)能生成氫氧化鈣，所以久置固體中可能含有氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
故填：CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
【實(shí)驗(yàn)探究1】
（1）氧化鈣溶于水能夠放出大量的熱，固體溶解時(shí)試管外壁發(fā)燙，說明固體中含有氧化鈣．
故填：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(chǎn)生，得到淺綠色溶液，說明固體中含有鐵．
故填：稀鹽酸；鐵．
（3）將步驟（2）中產(chǎn)生的氣體通入到澄清的石灰水中，澄清的石灰水變渾濁，說明固體中含有碳酸鈣．
故填：澄清的石灰水變渾濁．
【實(shí)驗(yàn)質(zhì)疑】
（1）因?yàn)檠趸�鈣與水反應(yīng)生成的氫氧化鈣也能使無色酚酞變紅，所以不能確定原固體中是否含有氫氧化鈣，甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)中不能得出一定含Ca（OH）₂的結(jié)論．
故填：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）因?yàn)檠趸�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，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．
故填：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）稀鹽酸和氧化鐵反應(yīng)能生成氯化鐵和水，氯化鐵溶液是黃色的，所以乙、丙同學(xué)實(shí)驗(yàn)中又能得出固體樣品中一定還含有氧化鐵．
故填：氧化鐵．
（2）解：設(shè)濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量為X，
Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaC0₃↓+2NaOH，
  74              100
  X               1.0g

74

100

=

X

1.0g

，
X=0.74g；
答：濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量為0.74g．
濾渣B中CaCO₃的質(zhì)量為1.0g，上述殘留固體中含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為1.6g，那么除碳酸鈣外，含鈣物質(zhì)的總質(zhì)量為：1.6g-1.0g=0.6g，
如果0.6g全部是氧化鈣，加入足量水時(shí)，設(shè)生成氫氧化鈣的質(zhì)量為X，
CaO+H₂O═Ca（OH）₂，
 56           74
 0.6g          X

56

74

=

0.6g

X

，
X=0.79g，
因?yàn)闉V液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量是0.74g，所以除碳酸鈣外，含鈣物質(zhì)還有氧化鈣和氫氧化鈣．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】
由計(jì)算可知，除碳酸鈣外，含鈣物質(zhì)還有氧化鈣和氫氧化鈣；
所以久置固體的成分是鐵、氧化鐵、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣的混合物．
故填：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

點(diǎn)評：化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是化學(xué)實(shí)驗(yàn)最突出、最鮮明的部分，也是進(jìn)行分析推理得出結(jié)論的依據(jù)，掌握物質(zhì)的性質(zhì)和相互之間的反應(yīng)關(guān)系，有助于提高觀察實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的能力．所以，對化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅要認(rèn)真觀察，還應(yīng)掌握設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的方法．