Question

【題目】“雙吸劑”是常用的食品防腐劑，品名為“504雙吸劑”，其標簽如下圖所示。同學們對一包久置的“504雙吸劑”固體樣品很好奇，設計實驗進行探究。

（提出問題）久置固體的成分是什么？

（查閱資料）鐵與氯化鐵溶液在常溫下發生反應。Fe+2FeCl3=3FeCl2

（作出猜想）久置固體中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。

（實驗探究1）甲同學的方案：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
⑴取少量固體放于試管中，加足量蒸餾水溶解，靜置后取上層清液滴加無色酚酞溶液。	固體溶解時試管外壁發燙，試管底部有不溶物，溶液變紅。	固體中一定含有_____和氫氧化鈣。
⑵另取少量固體放于試管中，滴加足量稀鹽酸。	固體逐漸消失，有大量無色氣體產生，得到淺綠色溶液。	固體中一定含有____， 一定不含Fe2O3。
⑶將步驟⑵中產生的氣體通入到澄清的石灰水中。	_________________	固體中一定含有CaCO3。

（實驗質疑）

⑴乙同學認為甲同學的實驗中并不能得出一定含Ca(OH)2的結論，理由是___________；

⑵丙同學認為甲同學的實驗并不能得出一定不含Fe2O3的結論，理由是______________。

（實驗探究2）乙、丙同學設計如下實驗方案繼續驗證：

(1)③中反應的化學方程式是______________________；

(2)乙、丙同學實驗中又能得出固體樣品中一定還含有_________，仍有一種物質不能確定，該物質是_____；

(3)乙、丙同學又經過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質的總質量為1.6g，濾渣B中CaCO3的質量為1.0g，濾渣C的質量為1.0g．

（實驗結論）綜合上述實驗及所給數據，久置固體的成分是 ______________________。

Answer 1

【答案】 氧化鈣（CaO） 鐵（Fe） 澄清的石灰水變渾濁 氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，能使酚酞試液變紅 氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色 Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH 碳酸鈣和氧化鐵（CaCO3和Fe2O3） 氫氧化鈣[或Ca(OH)2] Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2、CaCO3

【解析】本題考查了實驗探究物質的組成成分以及含量，金屬的化學性質，生石灰的性質，堿的化學性質，化學方程式的書寫等。

實驗探究1：甲同學的方案：

（1）取少量固體放于試管中，加足量蒸餾水溶解，靜置后取上層清液滴加無色酚酞溶液，固體溶解時試管外壁發燙，說明一定含有氧化鈣（CaO）；

（2）另取少量固體放于試管中，滴加足量的稀鹽酸，有大量無色氣體產生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有鐵（Fe）；

（3）碳酸鈣與鹽酸反應產生二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁。將步驟（2）中產生的氣體通入到澄清的石灰水中，澄清石灰水變渾濁，說明固體中一定含有碳酸鈣；

實驗質疑：（1）氧化鈣溶于水放出大量的熱，試管底部有不溶物，溶液變紅，不一定含有氫氧化鈣，因為氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，也能使酚酞試液變紅；

（2）不一定不含Fe2O3，因為氧化鐵和鹽酸反應生成氯化鐵，鐵和氯化鐵反應生成氯化亞鐵，溶液也是淺綠色；

實驗探究2：（1）由乙丙同學的設計方案可知：磁鐵吸引了鐵粉；固體溶于水后，濾液A中的氫氧化鈣和碳酸鈉反應生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，化學方程式為：Na2CO3+Ca(OH)2=CaCO3↓+2NaOH；

（2）對濾渣B的探究：①取濾渣B于試管中，加入足量稀鹽酸，有氣泡冒出，溶液變為黃色，說明一定含有碳酸鈣和氧化鐵，碳酸鈣與鹽酸反應產生氣泡，氧化鐵與鹽酸反應產生氯化鐵溶于水呈黃色。由乙丙同學的實驗還不能確定一定含有氫氧化鈣，因為氧化鈣與水反應生成了氫氧化鈣；

實驗結論：經過實驗測得上述殘留固體中含鈣物質的總質量為1.6g，濾渣B中CaCO3的質量為1.0g，氧化鈣或氫氧化鈣或兩者混合物質量為0.6g，與碳酸鈉反應生成的濾渣C碳酸鈣的質量為1.0g，C中鈣元素質量是：1.0g××100%=0.4g，根據反應前后鈣元素守恒，假設0.6g全是氧化鈣，則含鈣元素質量為0.6g××100%=0.428g，假設全是氫氧化鈣，鈣元素質量為0.6××100%=0.324g，C中鈣元素質量為0.4g，因此是氧化鈣和氫氧化鈣的混合物，久置固體的成分是：Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3。