Question

红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示。同学们对一包久置“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究。

【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂和CaCO₃。
久置固体中可能含有Ca(OH)₂的原因是（用化学方程式表示）                    。
【实验探究1】
甲同学的方案：

实验操作	实验现象	实验结论
（1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液	固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红。	固体中一定含有    和氢氧化钙。
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的          。	固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液。	固体中一定含有     ， 一定不含Fe2O3
（3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中		固体中一定含有CaCO3

【实验质疑】
（1）乙同学认为甲同学的实验中不能得出一定含Ca(OH)₂的结论，理由是        。
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe₂O₃的结论，理由是        。
【实验探究2】

乙、丙同学设计如下实验方案继续验证：
（1）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有      。
（2）乙同学经过实验测得上述滤渣C（CaCO₃ ）的质量为1.0 g，计算滤液A中含氢氧化钙的质量。（写出解题过程）
丙同学经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6 g，滤渣B中CaCO₃的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验及乙、丙同学的数据，久置固体的成分是              。

Answer 1

【作出猜想】CaO+H₂O＝Ca(OH)₂
【实验探究1】CaO  稀盐酸   Fe  澄清的石灰水变浑浊
【实验质疑】（1）氧化钙与水反应生成的氢氧化钙也能使无色酚酞变红，不能确定原固体中是否含有氢氧化钙
（2）氧化铁和盐酸反应生成氯化铁，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，溶液也是浅绿色
【实验探究2】（1）Fe₂O₃
（2）Ca(OH)₂:0.74g   
【实验结论】Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃

解析试题分析：【作出猜想】因为样品的成分中本身含有氧化钙，而氧化钙容易和空气中的水反应生成氢氧化钙，故久置固体中可能含有Ca(OH)₂，反应的化学方程式为CaO+H₂O＝Ca(OH)₂。
【实验探究1】（1）根据实验操作和实验现象分析，“固体溶解时试管外壁发烫”，说明固体溶解放出大量的热，再结合所给的物质，只有生石灰在溶于水时，能与水反应生成熟石灰，同时放出大量的热，故可判断固体中一定含有氧化钙。
（2）根据实验操作和实验现象分析，滴加某物质后，“固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液”，说明固体中一定含有Fe，且向其中滴加的是稀盐酸，因为铁能与稀盐酸反应，生成氯化亚铁（浅绿色）和氢气。
（3）根据实验操作和结论分析，由于“固体中一定含有CaCO₃”，故步骤（2）中产生的气体中含有二氧化碳，则“将步骤（2）中产生的气体通入到澄清的石灰水中”，可观察到澄清石灰水变浑浊。
【实验质疑】（1）由于氧化钙能与水反应，生成氢氧化钙，故无法确定原固体中是否含有氢氧化钙。
（2）由于氧化铁能和盐酸反应生成氯化铁，而根据题意，铁能和氯化铁反应生成氯化亚铁，故溶液也是浅绿色，所以不一定不含Fe₂O₃。
【实验探究2】（1）根据实验操作和实验现象分析，滤渣B中加入足量稀盐酸后，溶液变黄色，而稀盐酸能与氧化铁反应，生成氯化铁溶液（黄色），由此可知，固体样品中一定还含有Fe₂O₃。
（2）根据图示，结合上面的分析可知，滤液A中含有氢氧化钙溶液，向其中加入足量碳酸钠溶液，二者反应生成滤渣C（CaCO₃ ）和氢氧化钠溶液，故反应的化学方程式为Ca(OH)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+NaOH，根据滤渣C（CaCO₃ ）的质量，可求出滤液A中含氢氧化钙的质量。
设滤液A中含氢氧化钙的质量为x
Ca(OH)₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+NaOH，
74            100
x              1.0g
74:100=x:1.0g
解得，x=0.74g
答：滤液A中含氢氧化钙的质量为0.74g。
【实验结论】
根据题意，结合图示分析，滤渣B为原残留固体中的CaCO₃，而经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g，则原残留固体中除了CaCO₃外，共有含钙物质0.6g，若0.6g物质均为氧化钙，并设其与足量的水反应生成的氢氧化钙的质量为y，则有
CaO+H₂O＝Ca(OH)₂
56       74
0.6g     y       
56:74=0.6g:y
解得，y=0.79g
而根据上面的分析可知，滤液A中含氢氧化钙的质量为0.74g，0.74g＜0.79g，因此样品中一定还含有氢氧化钙，即原残留固体中的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca(OH)₂、CaCO₃。
考点：实验探究物质的组成成分以及含量，常见金属的特性及其应用，酸的化学性质，盐的化学性质，根据化学反应方程式的计算
点评：对于验证型实验探究，要熟记物质的性质或变化规律，根据给出的实验设计方案，进行实验、分析和探究，并通过观察、记录和分析的实验现象，来验证该物质的性质或变化规律等；在研究物质组成时，通过定性的探究实验不能确定某组成成分时，可通过定量研究加以判断；定量研究时，质量守恒思想是进行推断的根本依据。