Question

【題目】某食品包裝袋中“雙吸劑”標簽如表所示：

品名：雙吸劑

成分：鐵粉、生石灰

化學興趣B組的同學們對這包久置的“雙吸劑”樣品很感興趣，設(shè)計了下列實驗進行探究。

（提出問題）久置的“雙吸劑”固體的成分是什么？

（查閱資料）常溫下，鐵能與氯化鐵溶液反應(yīng)生成氯化亞鐵。

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

（定性研究）

（1）小明取少量樣品放入試管中，加入一定量的稀鹽酸，觀察到試管中的固體質(zhì)量逐漸減少，生成了一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體，得到了淺綠色的溶液。小明初步判斷：樣品中一定含有_____（填化學式），一定不含Fe2O3

（實驗質(zhì)疑）

（2）興趣小組的同學們討論后認為上述實驗并不能得出一定不含Fe2O3的結(jié)論，理由是：_____、_____（用化學方程式表示）。為了進一步確定這包久置的“雙吸劑”固體的成分，同學們繼續(xù)進行如下定量實驗。

（定量研究）

（3）取3.0g樣品研碎，并用磁鐵充分吸收后，得到剩余固體2.6g，按照下列流程進行實驗：

①操作二和操作三的名稱為_____。

②固體I的成分是_____（填化學式）。

③寫出生成固體Ⅱ的化學方程式：_____。

（得出結(jié)論）

（4）根據(jù)定性、定量研究中的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析判斷，這包久置的“雙吸劑”固體的成分為_____（填化學式）。

（實驗反思）

（5）結(jié)合上述的實驗，下列說法不正確的是_____（不定項選擇）。

A 對物質(zhì)成分的研究有時需要定性和定量相結(jié)合

B 在原樣品中加入足量的稀鹽酸后有4個反應(yīng)發(fā)生

C （定量研究）燒杯C中的溶質(zhì)為NaOH和Na2CO3

D （定量研究）3.0g樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量小于0.10g

Answer 1

【答案】CaCO3、Fe Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O Fe+2FeCl3＝3FeCl2 過濾 CaCO3和Fe2O3 Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3 AC

【解析】

（1）碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，所以取少量樣品放入試管中，加入一定量的稀鹽酸，發(fā)現(xiàn)：試管中固體質(zhì)量逐漸減少，生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體，得到淺綠色溶液，初步判斷：樣品中一定含有CaCO3、Fe，一定不含Fe2O3；

（2）氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，氯化鐵和鐵反應(yīng)生成氯化亞鐵，所以上述實驗并不能得出一定不含Fe2O3的結(jié)論，理由是：Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O，Fe+2FeCl3＝3FeCl2；

（3）①過濾可以將不溶性固體從溶液中分離出來，所以操作二、操作三的名稱是過濾；

②取3g樣品研碎，并用磁鐵充分吸引后，得到剩余固體2.6g，所以已經(jīng)出去了鐵粉，溶解過濾的固體Ⅰ的質(zhì)量為2g，其中含有碳酸鈣還可能有氧化鐵，設(shè)生成0.44g二氧化碳需要碳酸鈣的質(zhì)量為x，

x＝1g，

由于生成氣體0.44g所以固體Ⅰ中含有1g碳酸鈣，所以固體Ⅰ中含有CaCO3和Fe2O3；

③氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，化學方程式為：Na2CO3+Ca（OH）2＝CaCO3↓+2NaOH；

（4）由于固體成分可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3，能夠被磁鐵吸引的0.4g固體是鐵，剩余的2.6g固體中還可能含有Fe2O3（不溶于水）CaO[能和水反應(yīng)生成Ca（OH）2]、Ca（OH）2（微溶于水，加足量的水后完全溶解）和CaCO3（不溶于水），剩余的固體Ⅰ中的物質(zhì)可能為：Fe2O3和CaCO3，溶解的物質(zhì)為0.6g，所以濾液的成分為Ca（OH）2和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣和氫氧化鈉，其化學方程式為：

Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH；又生成沉淀為1g，設(shè)生成1g碳酸鈣固體所需的氫氧化鈣質(zhì)量為y，

y＝0.74g，

設(shè)生成0.74g氫氧化鈣需要氧化鈣的質(zhì)量為z，

z＝0.56g，

所以濾液中的氫氧化鈣有部分是由氧化鈣與水反應(yīng)生成，所以包久置的“雙吸劑”固體的成分有：Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3；

（5）A、對物質(zhì)成分的探究有時需要定性與定量實驗的結(jié)合，故A正確；

B、由固體物質(zhì)的成分為：Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3；五種物質(zhì)都與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)個數(shù)多于5個，故B錯誤；

C、由分析中可知實驗中氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，溶質(zhì)有NaOH，由于加入的是過量的碳酸鈉溶液，因此里面的溶質(zhì)還有Na2CO3，故C正確；

D、當3.0g樣品中氫氧化鈣的質(zhì)量等于0.10g時，氧化鈣的質(zhì)量為0.6g﹣0.10g＝0.5g，設(shè)0.5g氧化鈣完全反應(yīng)生成氫氧化鈣的質(zhì)量為m，

m≈0.66g

故：0.66g+0.1g＝0.76g＞0.74g，所以D錯誤。