Question

11．（1）小丽在购买的袋装薯片中发现有一个小袋，上面标有“成分：CaO、Fe；作用：防潮、防氧化；警告：禁止食用”等字样，撕开小袋，发现里面的固体粉末有少许是棕红色的，大多数是灰白色的．经过分析，她认为棕红色粉末是Fe₂O₃，灰白色粉末应该含有CaCO₃和Fe，为验证自己的判断，小丽打算进行实验探究，请你一同参与．
【实验目的】证实灰白色粉末中含有CaCO₃和Fe．
【查阅资料】①氢气具有还原性，能夺取某些金属氧化物中的氧，使金属还原，
②白色的无水硫酸铜遇水变成蓝色．
【实验设计】装置如图所示：

【实验预测与分析】
①若要证实样品中含有CaCO₃，B中观察到的实验现象是澄清的石灰水变浑浊，B中发生反应的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
②若要证实样品中含有Fe，D中应观察到的实验现象是黑色固体变成红色，E中应观察到的实验现象是白色固体变成蓝色．
③看了小丽的分析结论，有同学认为小袋内灰白色粉末中还应该有别的物质，请你写出其中一种物质的化学式CaO或Ca（OH）₂．
④小丽认为棕红色粉末Fe₂O₃也能与盐酸反应，请你写出反应的化学方程式Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O．
（2）黄铜是铜、锌合金，它可用来制造机器、电器零件及日用品．为测定某黄铜中铜的质量分数，现取20g该样品粉碎，加入到100g稀硫酸中，恰好完全反应，反应后测得烧杯中剩余物的总质量为119.6克．
①反应生成氢气的质量是0.4g，
②黄铜样品中铜的质量分数是35%，
③计算稀硫酸中溶质的质量分数．（写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）①若样品中含有CaCO₃，它会与盐酸反应，生成气体；产生的气体能与澄清石灰水反应；
②若样品中含有Fe，它与盐酸反应生成能还原氧化铜的氢气，还原氧化铜时有水生成；
③样品中成分可能未完全变质，可能含有氧化钙，并依据氧化钙和水反应生成氢氧化钙的性质解答；
④根据氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水解答；
（2）①根据铜和锌的性质可知，加入稀硫酸时，只有锌与硫酸反应生成了硫酸锌和氢气，根据质量守恒定律可知，减少的质量就是生成氢气的质量；
②根据锌与硫酸反应的方程式，由氢气的质量可以求出锌的质量，进而求出铜的质量和铜的质量分数；
③根据方程式和“溶质质量分数=$\frac{溶质质量}{溶液质量}$×100%”计算即可．

解答 解：（1）①若样品中含有CaCO₃，CaCO₃能与盐酸反应生成二氧化碳气体，观察到的实验现象是生成的气体二氧化碳进入B，与其中的其中的澄清石灰水反应生成沉淀，反应方程式是CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
故答案为：澄清的石灰水变浑浊；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
②若样品中含有Fe，Fe与盐酸反应生成氢气，氢气到达D装置后还原氧化铜，生成铜和水，反应中黑色粉末变为红色；水蒸气进入E装置，可以看到E中的无水硫酸铜变蓝；
故答案为：黑色固体变成红色；      白色固体变成蓝色；
③因为小袋上面标有成分：CaO、Fe，其中的CaO可能有部分未变质；可能会吸收空气中的水分，生成Ca（OH）₂，二者都是灰白色固体，所以灰白色粉末中还应该有CaO或Ca（OH）₂．
故答案为：CaO或Ca（OH）₂；
④氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水．该反应的化学方程式为：Fe₂O₃+6HCl=2FeCl₃+3H₂O；
（2）①根据质量守恒定律可知，生成的氢气的质量为：100g+20g-119.6g=0.4g
故答案为：0.4g；
②设样品中锌的质量是X，设稀硫酸中溶质的质量为Y
 Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑                     
 65     98                 2
 X      Y               0.4g
    $\frac{65}{X}=\frac{98}{Y}=\frac{2}{0.4g}$
解得：X=13g             Y=19.6g                                                
所以样品中铜的质量为：20g-13g=7g
样品中铜的质量分数是$\frac{7g}{20g}$×100%=35%
故答案为：35%；
③稀硫酸中的溶质的质量分数=$\frac{19.6g}{100g}$×100%=19.6%     
答：稀硫酸中溶质的质量分数为19.6%．

点评 本题考查了物质的化学性质及反应时的现象和根据化学方程式的计算，因此熟练掌握物质的化学性质、方程式计算，再结合题中情境不难解答．