Question

12．“双吸剂”是一种常见袋装食品的保鲜剂，能吸收空气中的氧气，二氧化碳、水蒸气等．化学兴趣小组的同学在某食品袋中发现一包“双吸剂”，其标签如图所示．同学们对这包久置的“双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究．
【提出问题】久置“双吸剂”固体的成分是什么？
【查阅资料】
①铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．Fe+2FeCl₃═3FeCl₂
②碱性的Na₂CO₃溶液可以和中性的CaCl₂溶液发生复分解反应．
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃
【实验探究1】下表是小明设计的实验方案和记录的实验报告，请你补充完整：

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量固体放于试管中，滴加一定量的稀盐酸，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口，导管另一端伸入澄清石灰水中．	试管中固体逐渐减少，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，澄清的石灰水变浑浊．	样品中一定含有Fe和CaCO3，不含Fe2O3
②取少量样品放入试管中，加水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞试液．	试管底部有不溶物，上层清液由无色变为红色	样品中含有氧化钙或氢氧化钙或二者都有

【实验质疑】
小组同学通过讨论认为实验中并不能得出一定含Fe₂O₃的结论，理由是Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；Fe+2FeCl₃=3FeCl₂（用化学方程式表示）．
为进一步确定这包久置的“双吸剂”固体的成分进行如下定量试验．
【实验探究2】取3g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2.6g，按照如图流程进行实验，请回答相关问题：

（1）操作二、操作三名称是过滤；
（2）固体Ⅰ的成分是CaCO₃和Fe₂O₃（填物质化学式，下同）；
（3）烧杯A中溶液和加入的碳酸钠溶液反应化学方程式为Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
（4）依据实验探究1，2中现象的分析及数据计算判断，这包久置“双吸剂”固体的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．
【实验反思】
下列对实验探究1、2的反思，不正确的是D（填字母序号）．
A．对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合
B．实验探究2烧杯C中的溶质为Na₂CO₃和NaOH
C．实验探究1、2中都有气体产生，但生成的气体成分不同
D．在原样品中加入足量盐酸有4个反应发生．

Answer 1

分析 【实验探究1】从实验现象产生的原因去分析解答；
【实验质疑】从实验结论中的物质加水后发生的反应去分析解答；
【实验探究2】（1）过滤可以将固体与液体分开；
（2）根据方程式的质量比分析；
（3）氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠；
（4）从每一过程中剩余的物质及物质发生的反应去分析解答；
【实验反思】
A、对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合；
B、从加入的是过量的碳酸钠溶液，因此里面的溶质还有Na₂CO₃去分析解答；
C、从实验探究1、2实验中生成的气体成分去分析解答；
D、从久置“双吸剂”固体的成分去分析解答．

解答 解：【实验探究1】由题目中可知固体成分可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃，由表中实验现象：“试管中固体逐渐减少，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，澄清石灰水变浑浊．”说明固体和一种物质反应生成了二氧化碳气体（澄清石灰水变浊的气体），和一种含有Fe²⁺的物质（得到浅绿色溶液），实验室里制取二氧化碳气体的方法为用石灰石和稀盐酸反应，其化学方程式式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，而铁也可以和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，其化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，可以推出加入的这种物质为稀盐酸，固体物质中一定有的物质是Fe和CaCO₃；其他的固体物质中可以和稀盐酸反应的有：①氧化钙和盐酸反应生成氯化钙（溶液为无色）和水，其反应化学方程式为：CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O；②氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙（溶液为无色）和水，其反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O；③氧化铁和盐酸反应生成氯化铁（溶液为黄色）和水，其反应的化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．由于最后所得溶液没有显黄色，也就是溶液中没有，所以固体物质中一定没有Fe₂O₃．
故答案为：稀盐酸；Fe和CaCO₃；
加水溶解后，氧化钙可和和水反应生成氢氧化钙，同时反应放出大量的热，生成的氢氧化钙的溶液呈碱性，能使无色的酚酞试液变成红色；
故答案为：氧化钙或氢氧化钙或二者都有；
【实验质疑】由于氧化铁和盐酸反应生成的氯化铁，可能会继续与铁反应生成氯化亚铁；
故答案为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；Fe+2FeCl₃=3FeCl₂；
【实验探究2】（1）过滤可以将固体与液体分开，故答案为：过滤；
（2）取3g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2.6g，所以已经出去了铁粉，溶解过滤的固体Ⅰ的质量为2g，其中含有碳酸钙还可能有氧化铁，由碳酸钙与盐酸反应方程式为
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
 100                44
由于生成气体0.44g所以固体Ⅰ中含有1g碳酸钙，所以固体Ⅰ中含有碳酸钙和氧化铁，
故答案为：CaCO₃和Fe₂O₃
（3）氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，方程式为Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
故答案为：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH．
（4）由于固体成分可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃，能够被磁铁吸引的0.4g固体是铁，剩余的2.6g固体中还可能含有Fe₂O₃（不溶于水）CaO[能和水反应生成Ca（OH）₂]、Ca（OH）₂（微溶于水，加足量的水后完全溶解）和CaCO₃（不溶于水），剩余的固体Ⅰ中的物质可能为：Fe₂O₃和CaCO₃，溶解的物质为0.6g，所以滤液的成分为Ca（OH）₂和碳酸钠反应生成碳酸钙和氢氧化钠，其化学方程式为：Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；又生成沉淀为1g，设生成1g碳酸钙固体所需的氢氧化钙质量为x
Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
74                100
x                  1g
$\frac{74}{x}=\frac{100}{1g}$解得x=0.74g＞0.6g，所以滤液中的氢氧化钙有部分是由氧化钙与水反应生成，
由上面的分析可知固体物质的成分为：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃；
【反思与评价】
A、对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合；故A正确；
B、由分析中可知实验中氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，溶质有NaOH，由于加入的是过量的碳酸钠溶液，因此里面的溶质还有Na₂CO₃，故B正确；
C、由实验探究1可知实验中产生的气体为氢气和二氧化碳气体两种，由实验探究2可知实验中产生的气体为二氧化碳气体所以生成的气体成分不同；故C正确；
D、由固体物质的成分为：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃；最起码五种物质都与盐酸反应，反应个数多于5个；故D错误；
故答案为：D

点评 本考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握