题目内容
(8分)红枣包装中常使用一种袋装防腐剂,品名为“504双吸剂”,其标签如下图所示。
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。
【实验探究】
甲同学的方案:
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量固体放于试管中,滴加足量的 。 | 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 , 一定不含Fe2O3。 |
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 。并设计如下实验方案继续验证。
(1)②中固体溶解时放出大量热,由此可以判断固体中一定含有 。
(2)③中反应的化学方程式是 。
乙同学对滤渣B又进行探究。
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| | | 固体中一定含有CaCO3 和Fe2O3。 |
丙同学认为乙同学的方案中仍有一种物质不能确定。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1.6 g,滤渣B中CaCO3的质量为1.0 g,滤渣C的质量为1.0 g。
【实验结论】综合上述实验及所给数据,久置固体的成分是 。
甲同学的方案:稀盐酸 Fe
乙同学理由: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。
(1)CaO
(2)Na2CO3+ Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH
对滤渣B的探究
【实验结论】Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3实验操作 实验现象 实验结论 ①取滤渣B于试管中,加入适量稀盐酸。
②将生成的气体通入澄清石灰水。①固体减少,有气泡冒出,溶液变为黄色。
②澄清石灰水变浑浊。
解析试题分析:甲同学的方案:根据实验现象分析,由于滴加某物质后,“固体逐渐消失,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液”可知,加入的是稀酸,而固体中一定含有铁。
乙同学:不一定不含Fe2O3的理由是:由于氧化铁和盐酸反应生成氯化铁,而根据题意,铁和氯化铁反应生成氯化亚铁,溶液也是浅绿色。
(1)由乙同学的设计方案可知:磁铁吸引了铁粉,而②中的固体溶解时放出大量热,结合生石灰溶于水生成熟石灰时,会放出大量的热,可判断固体中一定含有氧化钙;
(2)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,故③中反应的化学方程式是Na2CO3+ Ca(OH)2 = CaCO3↓+ 2NaOH。
对滤渣B的探究:根据实验结论可知,固体中一定含有CaCO3和Fe2O3,验证这二者,可用稀盐酸,因为盐酸能与碳酸钙反应,生成二氧化碳气体;能与氧化铁反应,生成氯化铁溶液(黄色)。故,①取滤渣B于试管中,加入适量稀盐酸,可见固体减少,同时有气泡冒出,溶液变为黄色;②再将生成的气体通入澄清石灰水,可见澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】丙同学认为乙同学的方案中仍有一种物质不能确定,应为氢氧化钙。根据图示可知,滤渣B为原混合物中的CaCO3;滤渣C为氢氧化钙和碳酸钠反应生成的碳酸钙;结合实验数据可知,滤渣B中CaCO3的质量为1.0g,滤渣C的质量为1.0g,则钙元素质量=2.0g×
×100%=0.8g,而经过实验测得上述残留固体中含钙物质的总质量为1.6g,1.6g>0.8g,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。
考点:实验探究物质的组成成分以及含量,常见金属的特性及其应用,酸的化学性质,盐的化学性质
点评:对于验证型实验探究,要熟记物质的性质或变化规律,根据给出的实验设计方案,进行实验、分析和探究,并通过观察、记录和分析的实验现象,来验证该物质的性质或变化规律等。