Question

13．小明见妈妈买了些取暖袋，他很好奇，打开了一袋，发现里面是黑色的粉末．小明提出了问题：取暖袋中是哪种物质发生了化学反应而释放热量呢？
【查找资料】
①取暖袋由原料层、明胶层、无纺布袋三部分组成．原料层中的黑色粉末的主要成分是铁粉、活性炭、蛭石、可溶性无机盐、吸水性树脂（含水）．
②蛭石是当今世界首屈一指的保温材料，起保温作用；吸水性树脂可反复释水、吸水，起吸水、保水的作用；二者均不参加化学反应．
③使用时应注意事项：不使用产品时请勿拆开密封包装．
【提出猜想】
①可溶性无机盐可能是氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中一种或几种．
②取暖袋发热时，可能是铁粉、氧气、无机盐、水、活性炭几种物质间发生了化学反应．
【实验准备】
用NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、Na₂CO₃溶液进行如下实验，为确定无机盐的成分小明查阅了如下资料．

	NaCl溶液	Na2SO4溶液	Na2CO3溶液
加入稀盐酸	无明显变化	无明显变化	现象Ⅰ
加入BaCl2溶液	无明显变化	产生白色沉淀	产生白色沉淀
加入AgNO3溶液	产生白色沉淀	溶液略呈浑浊	产生淡黄色沉淀

（1）现象I是有气泡冒出．
（2）BaCl₂溶液与Na₂SO₄溶液混合发生复分解反应，则白色沉淀的化学式为BaSO₄．
【实验过程】
分别取没有使用的取暖袋和失效后的取暖袋中的黑色粉末完成以下实验，探究无机盐的成分及参加反应的物质．

序号	加入试剂及操作	没有使用的暖袋	失效后的暖袋
I	加入足量水观察	无色溶液，大量固体在烧杯底部	无色溶液，大量固体在烧杯底部
Ⅱ	取I中上层清液，向其中滴加盐酸	无变化	无变化
Ⅲ	取I中上层清液，向其中滴加BaCl2溶液	无变化	无变化
Ⅳ	取I中上层清液，向其中滴加AgNO3溶液	白色沉淀	白色沉淀
Ⅴ	另取黑色粉末加入足量盐酸	大量气泡，溶液呈浅绿色	无气泡，溶液呈黄色溶液

（3）通过上述实验，可以得出以下结论：
①取暖袋中无机盐的成分是氯化钠．
②取暖袋发热时，原料层中一定参加反应的物质是铁粉．
（4）小明提出，氧气是否参加了反应？请你帮小明设计一套装置，装置图为，证明氧气参加了反应．
【反思与评价】
（5）IV中的现象判定无机盐未参加反应．他的结论是否合理，说明理由并解释原因：不合理，若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象．

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：现象I是有气泡冒出，因为碳酸钠和盐酸反应能生成二氧化碳；BaCl₂溶液与Na₂SO₄溶液反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠；实验V中，观察到产生大量气泡和浅绿色溶液的反应的化学方程式是：铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，配平即可；根据实验过程中的现象分析，取暖袋中无机盐的成分是氯化钠，取暖袋发热时，原料层中一定参加反应的物质是铁粉，因为铁生锈属于缓慢氧化，放出热量；利用如图装置，设计的实验方案是：在盛有氧气的集气瓶中加入潮湿的铁粉，过一段时间，水被倒吸，则氧气参加了反应；根据IV中的现象判定无机盐未参加反应是不合理，若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象．

解答 解：
（1）现象I是有气泡冒出，因为碳酸钠和盐酸反应能生成二氧化碳，故答案为：有气泡冒出；
（2）BaCl₂溶液与Na₂SO₄溶液反应生成硫酸钡白色沉淀和氯化钠，故答案为：BaSO₄；
（3）①根据实验过程中的现象分析，取暖袋中无机盐的成分是氯化钠，②取暖袋发热时，原料层中一定参加反应的物质是铁粉，因为铁生锈属于缓慢氧化，放出热量，故答案为：①氯化钠；②铁粉；
（4）利用如答案图装置，设计的实验方案是：在盛有氧气的集气瓶中加入潮湿的铁粉，过一段时间，水被倒吸，则氧气参加了反应，故答案为：在盛有氧气的集气瓶中加入潮湿的铁粉，过一段时间，水被倒吸；
（5）根据IV中的现象判定无机盐未参加反应是不合理，若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象；故答案为：不合理，若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象．
本题答案为：
（1）有气泡冒出；
（2）BaSO₄；
（3）①NaCl； ②Fe；
（4）
（5）不合理，若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象．

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．