Question

9．“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1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：Fe+2FeCI₃=3FeCI₂
【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】下表是甲同学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取少量样品加入试管中，滴加一定量的 稀盐酸，用带导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 Fe和CaCO3（填化学式） 不含Fe2O3．
②另取少量样品加入试管中，加足量的蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液	试管底部有不溶物，试管外壁有热的感觉，上层清液由无色变为红色．	样品中一定含有 CaO（填化学式）和Ca（OH）2．

【实验质疑】（1）乙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：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（用文字叙述）．
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Ca（OH）₂的结论，理由是：CaO+H₂O═Ca（OH）₂（用化学方程式表示）．
【实验探究2】
乙、丙同学设计如图2实验方案继续验证：
（1）乙、丙同学从实验中得出固体样品中一定还含有Fe₂O₃（填化学式），仍有一种物质不能确定．
（2）乙、丙同学又经过实验测得上述3.9g残留固体中含钙物质的总质量为2.12g，滤渣B中CaCO₃的质量为1.0g，滤渣C的质量为2.0g．
【实验结论】
综合上述实验及所给数据，可以确定这包久置“双吸剂”固体的成分是Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃（填化学式）．

Answer 1

分析 【实验探究1】取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸，固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液，固体中一定含有铁，不一定不含Fe₂O₃，根据据结论碳酸钙可以和稀盐酸反应产生二氧化碳描述现象；
固体溶解时放出大量热，根据生石灰溶于水生成熟石灰放出大量的热，由此可以判断固体中一定含有氧化钙；
【实验质疑】（1）根据信息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，溶液也是浅绿色碱性分析；
（2）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；
【实验探究2】
由乙丙同学的设计方案可知：磁铁吸引了铁粉，②中滤液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；取滤渣B于试管中，加入适量稀盐酸，有气泡冒出，溶液变为黄色，说明含有碳酸钙和氧化铁；
仍有一种物质氢氧化钙不能确定，经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为2.12g，而滤渣B中CaCO₃的质量为1.0g，滤渣C的质量为2.0g，根据钙元素的质量和残留固体中含钙物质的总质量进行比较得出结论．

解答 解：【实验探究1】由题目中可知固体成分可能含有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃，由表中实验现象：“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．”说明固体和一种物质反应生成了二氧化碳气体（澄清石灰水变浊的气体），和一种含有Fe²⁺的物质（得到浅绿色溶液），实验室里制取二氧化碳气体的方法为用石灰石和稀盐酸反应，其化学方程式式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，而铁也可以和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，其化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑，可以推出加入的这种物质为稀盐酸，固体物质中一定有的物质是Fe和CaCO₃；其他的固体物质中可以和稀盐酸反应的有：①氧化钙和盐酸反应生成氯化钙（溶液为无色）和水，其反应化学方程式为：CaO+2HCl═CaCl₂+H₂O；②氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙（溶液为无色）和水，其反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+2HCl═CaCl₂+2H₂O；③氧化铁和盐酸反应生成氯化铁（溶液为黄色）和水，其反应的化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．由于最后所得溶液没有显黄色，也就是溶液中没有，所以固体物质中一定没有Fe₂O₃．
加水溶解后，氧化钙可和和水反应生成氢氧化钙，同时反应放出大量的热，生成的氢氧化钙的溶液呈碱性，能使无色的酚酞试液变成红色；样品中一定含有氧化钙或氢氧化钙；
【实验质疑】（1）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；
（2）将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）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】（1）经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为2.12g，而滤渣B中CaCO₃的质量为1.0g，滤渣C的质量为2.0g，即钙元素质量是：3.0g×$\frac{40}{100}$×100%=1.2g，2.12g＞1.2g，因此一定有氢氧化钙，即久置固体的成分是：Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．
答案：
【实验探究1】

实验操作	实验现象	实验结论
①取少量样品加入试管中，滴加一定量的  稀盐酸，用带导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 Fe和 CaCO3（填化学式） 不含Fe2O3．
②另取少量样品加入试管中，加足量的蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液	试管底部有不溶物，试管外壁有热的感觉，上层清液由无色变为红色．	样品中一定含有 CaO（填化学式）和Ca（OH）2．

【实验质疑】（1）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；
（2）CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
【实验探究2】
Fe₂O₃．
【实验结论】
Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂、CaCO₃．

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．