Question

【題目】市售的“自熱米飯”帶有一個發(fā)熱包,遇水后可迅速升溫至150℃,保溫時間達3小時,能將生米做成熟飯。某中學化學興趣小組對發(fā)熱包非常感興趣,進行了以下探究。

（查閱資料）

（1）發(fā)熱包主要由生石灰、鐵粉、鎂粉、鋁粉、炭粉、氯化鈉中的若干種組成;

（2）氫氧化鎂和氫氧化鋁均為不溶于水的白色固體,但后者可溶于NaOH溶液生成偏鋁酸鈉（NaAlO2）。請寫出該反應的化學方程式_________________ 。

（成分探究）取出某品牌的發(fā)熱包內(nèi)灰黑色的固體粉末,分成兩份。

（1）第一組同學用磁鐵靠近其中一份粉末,發(fā)現(xiàn)有黑色物質被磁鐵吸引,證明粉末中含有__________（填名稱）。用磁鐵將該物質全部吸出后,剩余粉末為樣品A ;

（2）第二組同學將另一份粉末加水溶解、過濾后,取部分濾液滴入酚酞試液,濾液變紅色,證明原粉末中含____________ （填化學式）;再向濾液中加入含有稀硝酸的硝酸銀溶液 ,看到___________,證明原粉末中含有氯化鈉;

（3）除上述物質外,還可能存在鎂粉、鋁粉、炭粉,對此大家提出了以下幾種猜想:

猜想一:只存在上述三種中的一種;

猜想二:上述三種同時存在;

猜想三:存在鋁粉和炭粉;

猜想四:存在___________（填名稱）;

猜想五:鎂粉和炭粉。

（實驗驗證）小施用樣品A進行實驗,流程如下。向濾液B滴加氫氧化鈉溶液時,他觀察到開始時有白色沉淀生成,后來又全部消失,最后得到的是無色溶液E。

（實驗結論）

（1）不溶物D是____________（填名稱）;

（2）大家結合實驗現(xiàn)象討論后,認為猜想_____________ 正確,理由是________________。

（原理探究）

第三組同學利用如圖裝置證明發(fā)熱包放熱主要來自于生石灰與水的反應。加水后發(fā)現(xiàn)A中溫度迅速升高,B中有氣泡產(chǎn)生,該氣體為__________ （填名稱）。但溫度很快下降,說明該反應很快結束,不能長時間保溫。

（猜想）大家大膽猜測應該還有其他放熱反應存在。

（實驗驗證）

同學們按資料介紹,用鐵粉、炭粉和食鹽水在錐形瓶中模擬鐵的銹蝕實驗,不久后發(fā)現(xiàn)錐形瓶外壁微燙,并持續(xù)較長時間。該現(xiàn)象很好地解釋了發(fā)熱包的保溫機理。

（拓展活動）

在上述鐵的銹蝕實驗中未觀察到有紅色的鐵銹產(chǎn)生。老師告訴同學們,鐵銹蝕的過程是首先生成一種堿,這種堿在空氣中極易被氧化又變成另外一種堿,請寫出生成另外一種堿的反應化學方程式_______________________ 。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O 鐵粉 CaO 有白色沉淀生成 鎂粉與鋁粉 炭粉 三 濾液B中加入足量NaOH溶液，最終得到無色溶液，說明B中不含Mg3+，即樣品中不含鎂粉；有氣體C產(chǎn)生，最后得無色溶液，說明金屬是鋁粉；有不溶物D說明含炭粉 空氣 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3

【解析】

1、查閱資料

（2）氫氧化鋁與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，故反應的化學方程式寫為：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。

2、成分探究

（1）鐵粉能夠被磁鐵吸引，所以該粉末中能被磁鐵吸引的黑色粉末是鐵粉，故填鐵粉；

（2）取部分濾液滴入酚酞試液，濾液變紅色，證明濾液中含有堿性物質，粉末中可能存在的物質中的氧化鈣能夠與水反應生成氫氧化鈣。氫氧化鈣溶液呈堿性，所以粉末中肯定含有氧化鈣，其化學式為CaO，故填CaO；

如果粉末中含有氯化鈉，加入酸化的硝酸銀溶液后，硝酸銀與氯化鈉反應生成硝酸鈉與氯化銀的白色沉淀，故填有白色沉淀生成。

（3）粉末中含有鎂粉、鋁粉、炭粉中的兩種物質的情況有：鎂粉與鋁粉、鎂粉與碳粉、鋁粉與碳粉，故填鎂粉與鋁粉。

3、實驗結論

（1）由反應關系圖可知，不溶物D既不能與鹽酸反應，也不溶于水，則D應為樣品中的碳粉，故填碳粉。

（2）鎂與鹽酸反應生成氯化鎂和氫氣，氯化鎂與氫氧化鈉反應能夠生成氯化鈉和氫氧化鎂的白色沉淀，濾液B中加入足量NaOH溶液，最終得到無色溶液，說明B中不含Mg2+，即樣品中不含鎂粉；有氣體C產(chǎn)生，最后得無色溶液，說明金屬是鋁粉，有不溶物D說明含炭粉，即猜想三正確

4、原理探究

氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣的同時釋放熱量，裝置A中的空氣受熱膨脹，膨脹的氣體通過導管進入裝置A中的水中在導管口處形成氣泡，所以裝置B中產(chǎn)生的氣泡中的氣體是空氣，故填空氣。

5、拓展活動

鐵元素形成的堿有氫氧化鐵和氫氧化亞鐵，其中氫氧化亞鐵和氧氣、水反應生成氫氧化鐵，故反應的化學方程式寫為：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3。