Question

17．春节期间，小颖陪妈妈去医院打点滴，发现护士往输液管上放了一个纸包，经询问得知它是输液恒温贴，可以温暖输入人体中的液体．小颖对包里的东西能产生热量感到很神奇，于是，他向护士要了一只输液恒温贴，带回来进行了如下探究．撕开真空包装封口，剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色．
【提出问题】黑色粉末可能含有哪些物质呢？
【猜想与假设】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、四氧化三铁中的一种或几种．
【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引．
【查阅资料】四氧化三铁能被磁铁吸引．四氧化三铁与盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁和水．
【初步结论】黑色粉末可能含有Fe₃O₄（或Fe）．
【进行实验】

实验 编号	实验操作	实验现象
①	取少量黑色粉末于试管中，加足量稀硫酸	固体部分溶解，有气泡产生，溶液变为浅绿色
②	将实验①试管中的物质过滤，向滤液中加入足量铁粉	有气泡产生，无红色物质析出
③	取实验②的滤渣灼烧，将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方	澄清石灰水变浑浊

由上述实验可知，该黑色粉末肯定含有Fe和C，肯定不含CuO；写出实验①中产生气体的化学方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
【交流讨论】①输液恒温贴真空包装的原因：铁粉在空气中会与水和氧气发生缓慢氧化转化成铁锈，并放出热量．
②输液恒温贴中炭粉的作用是加快铁粉生锈．

Answer 1

分析 【初步结论】根据将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引，分析黑色粉末可能含有的物质；
【进行实验】根据实验的操作和现象分析该黑色粉末肯定含有物质，肯定不含的物质；写出实验①中产生气体的化学方程式；
【交流讨论】
①根据铁生锈的条件分析回答；
②根据碳能与铁形成原电池分析恒温贴中炭粉的作用．

解答 解：【初步结论】由将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引，可得出黑色粉末可能含有四氧化三铁和铁粉．
【进行实验】由取少量黑色粉末于试管中，加足量稀硫酸，固体部分溶解，有气泡产生，溶液变为浅绿色，说明了黑色粉末肯定含有铁；由将实验①试管中的物质过滤，向滤液中加入足量铁粉，有气泡产生，无红色物质析出，说明了不含有氧化铜；由取实验②滤渣灼烧，将内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩在上方，澄清石灰水变浑浊．说明了黑色粉末中一定含有碳粉．实验①中产生气体的化学方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
【交流讨论】①输液恒温贴真空包装的原因：铁粉在空气中会与氧气、水发生缓慢氧化转化成铁锈并放出热量．
②输液恒温贴中炭粉的作用是让铁和炭粉构成原电池的负极和正极从而加快反应速率．
故答案为：
【初步结论】Fe₃O₄（或Fe）
【进行实验】Fe和C；CuO；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
【交流讨论】①水和氧气；②加快铁粉生锈

点评 本题属于实验探究题，解答本题的关键是熟悉铁与酸的反应、铁生锈的条件等知识．