Question

【題目】紅棗包裝中常使用一種袋裝防腐劑，品名為“504雙吸劑”。其標(biāo)簽如圖所示，某化學(xué)興趣小組對一包久置的“504雙吸劑”固體樣品產(chǎn)生濃厚的興趣，設(shè)計實驗進行探究。

品名：504雙吸劑

成分：鐵粉、生石灰等

（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(fā)生反應(yīng)：Fe+2FeCl3＝3FeCl2打開固體包裝觀察：部分固體呈黑色，部分固體呈白色，另有少量紅棕色的塊狀固體。

（作出猜想）：久置固體中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。其中可能含有Fe2O3的依據(jù)是_____________。

（實驗探究）：甲同學(xué)的方案：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
（1）取少量久置固體于試管中，滴加足量的蒸餾水，攪拌	固體溶解，試管外壁發(fā)燙	固體中一定含有______
（2）過濾，在濾液中滴加無色酚酞溶液	溶液變紅色	固體中一定含有氫氧化鈣
（3）取濾渣放入試管中,滴加足量的________	固體逐漸消失，有大量無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液	固體中一定含有______，一定不含氧化鐵

（實驗質(zhì)疑）乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)在實驗中得出“一定不含氧化鐵”的結(jié)論是錯誤的，理由是______________。你認(rèn)為甲同學(xué)哪一步實驗操作得出的結(jié)論也不合理：__________，理由是___________（用化學(xué)方程式表示。）

（繼續(xù)探究）乙同學(xué)另取久置的固體進行實驗探究：

乙同學(xué)對濾渣B進行探究：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取濾渣B于試管中，滴加足量的稀鹽酸，并將氣體通入澄清石灰水	固體逐漸消失、______有氣泡冒出、______	固體中一定含有CaCO3和Fe2O3。寫出Fe2O3和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_______

（計算得出結(jié)論）：如上述實驗流程，乙同學(xué)現(xiàn)取5g久置固體研碎，用磁鐵吸引，得殘留固體3g，加足量水充分溶解過濾，得濾渣B的質(zhì)量為1.8g。在濾液A中加足量碳酸鈉溶液后過濾得濾渣C的質(zhì)量為2g,通過計算后得出殘留固體的成分為：__________。

Answer 1

【答案】固體中少量紅棕色的塊狀固體 CaO 鹽酸 CaCO3 鐵與氯化鐵溶液在常溫下反應(yīng)生成氯化亞鐵 實驗操作（2） CaO+H2O═Ca(OH)2 澄清石灰水變渾濁 溶液由無色變成黃色 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3

【解析】

作出猜想：

其中可能含有Fe2O3的依據(jù)是固體中少量紅棕色的塊狀固體；

實驗探究：

（1）取少量久置固體于試管中，滴加足量的蒸餾水，攪拌，固體溶解，試管外壁發(fā)燙，是因為氧化鈣和水反應(yīng)放熱，因此固體中含有氧化鈣；
（3）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳。取濾渣放入試管中，滴加足量的稀鹽酸，固體逐漸消失，有大量無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液，固體中一定含有碳酸鈣，一定不存在氧化鐵。實驗過程如下所示：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
（1）取少量久置固體于試管中，滴加足量的蒸餾水，攪拌	固體溶解，試管外壁發(fā)燙	固體中一定含有CaO
（2）過濾，在濾液中滴加無色酚酞溶液	溶液變紅色	固體中一定含有氫氧化鈣
（3）取濾渣放入試管中,滴加足量的鹽酸	固體逐漸消失，有大量無色氣體產(chǎn)生，得到淺綠色溶液	固體中一定含有CaCO3，一定不含氧化鐵

實驗質(zhì)疑：

根據(jù)“鐵與氯化鐵溶液在常溫下發(fā)生反應(yīng)：Fe+2FeCl3＝3FeCl2”可知，乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)在實驗中得出“一定不含氧化鐵”的結(jié)論是錯誤的，理由是鐵與氯化鐵溶液在常溫下反應(yīng)生成氯化亞鐵；

甲同學(xué)實驗操作（2）得出的結(jié)論也不合理，理由是氧化鈣能和水反應(yīng)生成氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+H2O═Ca(OH)2；

繼續(xù)探究：

取濾渣B于試管中，滴加足量的稀鹽酸，并將氣體通入澄清石灰水，固體逐漸消失、澄清石灰水變渾濁、有氣泡冒出，是因為稀鹽酸和碳酸鈣反應(yīng)生成了二氧化碳，溶液由無色變成黃色，是因為氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成了氯化鐵，實驗過程如下所示：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取濾渣B于試管中，滴加足量的稀鹽酸，并將氣體通入澄清石灰水	固體逐漸消失、澄清石灰水變渾濁，有氣泡冒出、溶液由無色變成黃色	固體中一定含有CaCO3和Fe2O3。Fe2O3和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O

計算得出結(jié)論：

（1）設(shè)濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量為x。

x=1.48g；

現(xiàn)取5g久置固體研碎，用磁鐵吸引，得殘留固體3g，加足量水充分溶解過濾，得濾渣B的質(zhì)量為1.8g，則氧化鈣、或氧化鈣和氫氧化鈣的質(zhì)量=3g-1.8g=1.2g；如果1.2g物質(zhì)全部是氧化鈣；

設(shè)：1.2g氧化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣質(zhì)量為y。

y=1.6g；

濾液A中含氫氧化鈣的質(zhì)量為1.48g，因此1.2g物質(zhì)是氧化鈣和氫氧化鈣的混合物，通過濾渣B的探究可知，固體中一定含有CaCO3和Fe2O3。所以殘留固體成分是Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3。