Question

5．袋装食品中常用一种“双吸剂”保质，主要成分是铁粉和生石灰，同学们对一久置的双吸剂固体样品很好奇，设计了如下实验进行探究．
提出问题：久置“双吸剂”的成分是什么？
作出猜想：久置“双吸剂”中可能有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃
实验探究一：
取固体样品研磨，用磁铁吸引，磁铁上沾有黑色粉末，说明“双吸剂”中一定有铁．再用磁铁反复吸引后，残留固体用于后续探究活动．
实验探究二；

实验操作	实验现象	实验结论
取少量实验探究1的残留固 体放入试管中，加入蒸馏水	试管外壁不发烫	固体中一定没有氧化钙．

实验探究三：

实验结论：
步骤②产生白色沉淀，说明久置的“双吸剂”中含有氢氧化钙，其反应的化学方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
步骤③有气泡冒出，溶液变为黄色，写出溶液变为黄色所发生的化学方程式Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；根据步骤③的现象，说明久置的“双吸剂”中含有碳酸钙和氧化铁．
实验探究四：
联想到生铁是铁和碳的合金，某同学对生铁又进行了如下探究．
（1）为测定某生铁粉末状样品中铁的质量分数，进行如下实验．设计如右图所示装置，实验时首先检验该装置是否密封的正确操作是A．（填序号）
A．安装好装置并在量气管内加入水，上下移动水准管，若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装置密封．
B．安装好装置并在量气管内加入水，上下移动水准管，若水准管中液面与量气管液面始终相平，说明装置密封．
然后将生铁与稀硫酸放入Y型管中，塞紧橡皮塞．要使生铁样品与稀硫酸开始反应的操作方法为A（填字母序号）
A．将Y型管向左倾斜，使稀硫酸缓慢流入生铁样品中．
B．将Y型管向右倾斜，使生铁样品被缓慢倒入稀硫酸中．
实验结束后，根据量气管中的气体体积和密度，计算生铁样品中铁的质量分数，若测定的结果偏低，可能的原因是A（填字母序号）．
A．实验结束读数时未调节量气管和水准管中液面相平，立即读取气体体积
B．稀硫酸过量
C．反应结束未冷却到室温立即读数
（2）若称取11.5克生铁样品，放入装有100.0g稀硫酸的烧杯中恰好完全反应，在化学反应过程中对烧杯（包括溶液和残余固体，烧杯质量为60.0g）进行了四次称量，
记录如表．

反应时间	t0	t1	t2	t3
烧杯和药品的质量/g	171.5	171.3	171.1	171.1

反应后所得溶液中溶质质量分数为多少？（结果精确到0.1%，写出计算过程，共2分）
计算过程：解：设生铁中铁的质量为x，生成硫酸亚铁质量为y，
反应生成氢气质量为：171.5g-171.1g=0.4g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56 152 2
x y 0.4g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$，
x=11.2g，y=30.4g，
反应后所得溶液中溶质质量分数为：$\frac{30.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=27.4%，
答：反应后所得溶液中溶质质量分数为27.4%．．

Answer 1

分析 实验探究一：
磁铁能够吸引铁粉；
实验探究二；
氧化钙溶于水时能够放出大量的热；
实验探究三：
氢氧化钙能和碳酸钠反应生成白色沉淀碳酸钙和氢氧化钠；
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
氧化铁和稀盐酸负影视城氯化铁和水，氯化铁溶液是黄色溶液；
实验探究四：
凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应前后的质量差即为反应生成氢气的质量，根据氢气的质量可以计算铁的质量和硫酸亚铁的质量，进一步可以计算反应后所得溶液中溶质质量分数．

解答 解：实验探究一：
取固体样品研磨，用磁铁吸引，磁铁上沾有黑色粉末，说明“双吸剂”中一定有铁．
故填：铁．
实验探究二；
实验过程如下表所示：

实验操作	实验现象	实验结论
取少量实验探究1的残留固 体放入试管中，加入蒸馏水	试管外壁不发烫	固体中一定没有氧化钙．

实验探究三：
步骤②产生白色沉淀，说明久置的“双吸剂”中含有氢氧化钙，氢氧化钙和碳酸钠反应的化学方程式为：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
故填：氢氧化钙；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
步骤③有气泡冒出，说明含有碳酸钙，溶液变为黄色，说明含有氧化铁，氧化铁和稀盐酸反应的化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
根据步骤③的现象，说明久置的“双吸剂”中含有碳酸钙和氧化铁．
故填：碳酸钙；氧化铁．
实验探究四：
（1）检验该装置是否密封的正确操作是：安装好装置并在量气管内加入水，上下移动水准管，若水准管中液面与量气管液面维持一定的高度差，说明装置密封．
故选：A．
然后将生铁与稀硫酸放入Y型管中，塞紧橡皮塞．要使生铁样品与稀硫酸开始反应的操作方法为：将Y型管向左倾斜，使稀硫酸缓慢流入生铁样品中．
故选：A．
A．实验结束读数时未调节量气管和水准管中液面相平，立即读取气体体积，会导致测定的氢气体积偏小，从而导致计算出的铁的质量分数偏小；
B．稀硫酸过量，不影响计算铁的质量分数；
C．反应结束未冷却到室温立即读数，会导致测定的氢气体积偏大，从而导致计算出的铁的质量分数偏大．
故选：A．
（2）计算过程：
解：设生铁中铁的质量为x，生成硫酸亚铁质量为y，
反应生成氢气质量为：171.5g-171.1g=0.4g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56          152   2
x            y   0.4g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$，
x=11.2g，y=30.4g，
反应后所得溶液中溶质质量分数为：$\frac{30.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=27.4%，
答：反应后所得溶液中溶质质量分数为27.4%．
故填：解：设生铁中铁的质量为x，生成硫酸亚铁质量为y，
反应生成氢气质量为：171.5g-171.1g=0.4g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56        152   2
x          y   0.4g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$，
x=11.2g，y=30.4g，
反应后所得溶液中溶质质量分数为：$\frac{30.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=27.4%，
答：反应后所得溶液中溶质质量分数为27.4%．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．