Question

【题目】“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】铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁。

【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。

【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少量样品放入试管中，滴加一定量的_______________，用带异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，澄清石灰水变浑浊。	样品中一定含有_______________，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_______________。

【实验质疑】小组同学通过讨论认为实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是

______________________、_____________________________________(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实验：

【实验探究2】取3 g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2.6 g，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_________________；

(2)固体I的成分是_________________(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的化学方程式为_________________；

(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

_____________________________________。

【实验反思】下列对实验探究1、2的反思，不正确的是_________________(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

【答案】 稀盐酸或稀硫酸 Fe、CaCO3 CaO和Ca(OH)2中的一种或二种 Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O 2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 过滤 CaCO3、Fe2O3 Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH Fe、CaO、Fe2O3、Ca(OH)2、CaCO3 D

【解析】【实验探究1】①根据实验现象“产生了大量的气泡”，说明加入的是酸，该酸可能是稀盐酸或稀硫酸；得到了浅绿色溶液，说明生成了亚铁离子，即固体中含有铁；澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，那么固体中含有碳酸钙；②静置后取上层清液滴加无色酚酞试液，无色酚酞变成红色，说明溶液呈碱性，那么可能含有氢氧化钙，也可能是氧化钙与水反应生成了呈碱性的氢氧化钙；【实验质疑】根据资料：铁与氯化铁溶液在常温下反应生成氯化亚铁，故固体中可能含有氧化铁，原因是：Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O，2FeCl3 + Fe = 3FeCl2；

【实验探究2】（1）通过操作二、操作三分别得到了固体和液体，说明进行的操作是过滤；（2）取3 g样品研碎，并用磁铁充分吸引后，得到剩余固体2.6 g，所以已经除去了铁粉，溶解过滤的固体1的质量为2g，其中含有碳酸钙，还可能含有氧化铁，由碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑可知碳酸钙与二氧化碳反应的质量比为100：44，由于生成气体0.44g，故固体1中应含有1g碳酸钙，那么剩余的1g是氧化铁，即固体1中含有碳酸钙和氧化铁；（3）烧杯A中含有氢氧化钙，加入碳酸钠后反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，反应的化学方程式表示为Ca(OH)2 + Na2CO3 = CaCO3↓+ 2NaOH；（4）从样品到固体1时，其质量减少了2.6g-2g=0.6g；而经过与碳酸钠反应生成碳酸钙的质量为1g，根据氢氧化钙与碳酸钙反应的质量比可计算出参加反应的氢氧化钙的质量为0.74g>0.6g，故原固体中一定含有氢氧化钙；若0.6g全部是氧化钙，结合氧化钙与水反应生成氢氧化钙的化学方程式可计算出生成的氢氧化钙的质量大于0.74g，故原固体中含含有一定量的氢氧化钙。结合实验探究和分析可知原固体的成分是：Fe、CaO、Fe2O3、Ca(OH)2、CaCO3。【实验反思】A、物质成分的探究需要定性与定量实验的结合，正确；B、烧杯C中的成分为生成的氢氧化钠和过滤的碳酸钠，正确；C、实验探究1生成的气体是铁与稀盐酸反应生成的氢气，实验探究1生成的气体是碳酸钙与稀盐酸反应生成的二氧化碳，正确；D、Fe、CaO、Fe2O3、Ca(OH)2、CaCO3均能与稀盐酸反应，故反应的反应有5个，错误。故选D。