题目内容
【题目】红枣包装中常使用一种袋装防腐剂,品名为“504双吸剂”,其标签如下图所示.同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇,设计实验进行探究.
品名:504双吸剂
成分:铁粉、生石灰等
(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,试管底部有不容物,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)③中反应的化学方程式是__.
(2)乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有__,仍有一种物质不能确定,该物质是__.
(3)乙、丙同学又经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g,滤渣B中CaCO3的质量为1.0g,滤渣C的质量为1.0g.
(实验结论)综合上述实验及所给数据,久置固体的成分是__.
【答案】CaO+H2O=Ca(OH)2 CaO 稀盐酸 Fe 澄清的石灰水变浑浊 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 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 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH Fe2O3 Ca(OH)2 Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3
【解析】
作出猜想:氧化钙在空气中能与空气中的水反应生成氢氧化钙,化学方程式为CaO+H2O=Ca(OH)2
实验探究1:甲同学的方案:
(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,说明一定含有氧化钙,氧化钙溶于水放出大量的热,试管底部有不容物,溶液变红,不一定含有氢氧化钙,因为氧化钙和水反应生成氢氧化钙,也能使酚酞试液变红;
(2)另取少量固体放于试管中,滴加足量的稀盐酸,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液,固体中一定含有铁,不一定不含Fe2O3,因为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.
(3)将步骤(2)中产生的气体通入到澄清的石灰水中,石灰水变浑浊,说明固体中一定含有碳酸钙,碳酸钙与盐酸反应产生二氧化碳使石灰水变浑浊.
实验探究2:
(1)由乙丙同学的设计方案可知:磁铁吸引了铁粉;固体溶于水后,滤液A中的氢氧化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠,化学方程式为:Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH
(2)对滤渣B的探究:①取滤渣B于试管中,加入足量稀盐酸,有气泡冒出,溶液变为黄色,说明一定含有碳酸钙和氧化铁,碳酸钙与盐酸反应产生气泡,氧化铁与盐酸反应产生氯化铁溶于水呈黄色.
由乙丙同学的实验还不能确定一定含有氢氧化钙,因为氧化钙与水反应生成了氢氧化钙.
实验结论:经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g,而滤渣B中CaCO3的质量为1.0g,故氧化钙或氢氧化钙或两者混合物质量为0.6g,与碳酸钠反应生成的滤渣C碳酸钙的质量为1.0g,C中钙元素质量是:1.0g×100%=0.4g,根据反应前后钙元素守恒,假设0.6g全是氧化钙,则含钙元素质量为0.6g××100%=0.428g,假设全是氢氧化钙,则钙元素质量为0.6××100%=0.324g,而C中钙元素质量为0.4g,因此是氧化钙和氢氧化钙的混合物,即久置固体的成分是:Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3。