Question

4．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1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．
【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）CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
【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CaO 和氢氧化钙．
（2）另取少量固体放于试管中，滴加足量稀盐酸．	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Fe， 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．	澄清石灰水变浑浊	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并不能得出一定含Ca（OH）₂的结论，理由是CaO与水反应生成的Ca（OH）₂也能使无色酚酞变红，不能确定原固体中是否含有Ca（OH）₂．
（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（用化学方程式表示）Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Fe+2FeCl₃=3FeCl₂．
【实验探究2】
乙、丙同学设计如图2的实验方案继续验证：

残留固体加足量水充分溶解加足量碳酸钠溶液固体样品研碎，并用磁铁充分吸引①②过滤③过滤加足量稀盐酸滤渣B滤渣C有气泡冒出，溶液变为黄色④滤液A
（1）乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有Fe₂O₃．
（2）乙同学经过实验测得上述滤渣C（CaCO₃）的质量为1.0g，计算滤液A中含氢氧化钙的质量．（写出解题过程）
（3）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1.6g，滤渣B中CaCO₃的质量为1.0g．
【实验结论】综合上述实验以及乙、丙两位同学的实验数据，得到了久置固体的成分．

Answer 1

分析 本题能使同学们体会到实验探究的一般过程，通过实验分析可知：久置固体中可能含有Ca（OH）₂的原因是：氧化钙和水反应生成氢氧化钙；实验操作1中，现象是固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红，因此固体中一定含有CaO和氢氧化钙；实验操作2中，现象是：固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，因此固体中一定含有Fe，一定不含Fe₂O₃；实验操作3中，现象是澄清石灰水变浑浊，因此固体中一定含有CaCO₃；实验质疑中，乙同学认为甲同学的实验中并不能得出一定含Ca（OH）₂的结论，理由是：CaO与水反应生成的Ca（OH）₂也能使无色酚酞变红，不能确定原固体中是否含有Ca（OH）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：氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，配平即可．实验探究2中，用磁铁充分吸引①②过滤③过滤加足量稀盐酸滤渣B滤渣C有气泡冒出，溶液变为黄色，因此乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有氧化铁，因为氯化铁溶液是黄色的；

解答 解：故答案为：通过实验分析可知：久置固体中可能含有Ca（OH）₂的原因是：氧化钙和水反应生成氢氧化钙；CaO+H₂O=Ca（OH）₂．
【实验探究1】实验操作1中，现象是固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红，因此固体中一定含有CaO和氢氧化钙；实验操作2中，现象是：固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，因此固体中一定含有Fe，一定不含Fe₂O₃；实验操作3中，现象是澄清石灰水变浑浊，因此固体中一定含有CaCO₃；故答案为：

实验操作	实验现象	实验结论
（1）		固体中一定含有  CaO  和氢氧化钙．
（2）		固体中一定含有Fe， 一定不含Fe2O3．
（3）	澄清石灰水变浑浊

【实验质疑】
（1）乙同学认为甲同学的实验中并不能得出一定含Ca（OH）₂的结论，理由是：CaO与水反应生成的Ca（OH）₂也能使无色酚酞变红，不能确定原固体中是否含有Ca（OH）₂；故答案为：CaO与水反应生成的Ca（OH）₂也能使无色酚酞变红，不能确定原固体中是否含有Ca（OH）₂
（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：氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水，铁和氯化铁反应生成氯化亚铁，配平即可；故答案为：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O、Fe+2FeCl₃=3FeCl₂
【实验探究2】（1）实验探究2中，用磁铁充分吸引①②过滤③过滤加足量稀盐酸滤渣B滤渣C有气泡冒出，溶液变为黄色，因此乙、丙同学实验中又能得出固体样品中一定还含有氧化铁，因为氯化铁溶液是黄色的；故答案为：Fe₂O₃
（2）设氢氧化钙的质量为x，
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH
         74         100
           x          1.0g        
  $\frac{74}{100}=\frac{x}{1.0g}$  x=0.74g    答：氢氧化钙的质量为0.74g； 
故答案为：0.74g

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和有关的计算等，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．