Question

5．袋裝食品中常用一種“雙吸劑”保質(zhì)，主要成分是鐵粉和生石灰，同學(xué)們對(duì)一久置的雙吸劑固體樣品很好奇，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究．
提出問(wèn)題：久置“雙吸劑”的成分是什么？
作出猜想：久置“雙吸劑”中可能有Fe、Fe₂O₃、CaO、Ca（OH）₂和CaCO₃
實(shí)驗(yàn)探究一：
取固體樣品研磨，用磁鐵吸引，磁鐵上沾有黑色粉末，說(shuō)明“雙吸劑”中一定有鐵．再用磁鐵反復(fù)吸引后，殘留固體用于后續(xù)探究活動(dòng)．
實(shí)驗(yàn)探究二；

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量實(shí)驗(yàn)探究1的殘留固 體放入試管中，加入蒸餾水	試管外壁不發(fā)燙	固體中一定沒(méi)有氧化鈣．

實(shí)驗(yàn)探究三：

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
步驟②產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明久置的“雙吸劑”中含有氫氧化鈣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
步驟③有氣泡冒出，溶液變?yōu)辄S色，寫(xiě)出溶液變?yōu)辄S色所發(fā)生的化學(xué)方程式Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O；根據(jù)步驟③的現(xiàn)象，說(shuō)明久置的“雙吸劑”中含有碳酸鈣和氧化鐵．
實(shí)驗(yàn)探究四：
聯(lián)想到生鐵是鐵和碳的合金，某同學(xué)對(duì)生鐵又進(jìn)行了如下探究．
（1）為測(cè)定某生鐵粉末狀樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．設(shè)計(jì)如右圖所示裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)首先檢驗(yàn)該裝置是否密封的正確操作是A．（填序號(hào)）
A．安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加入水，上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面維持一定的高度差，說(shuō)明裝置密封．
B．安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加入水，上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面始終相平，說(shuō)明裝置密封．
然后將生鐵與稀硫酸放入Y型管中，塞緊橡皮塞．要使生鐵樣品與稀硫酸開(kāi)始反應(yīng)的操作方法為A（填字母序號(hào)）
A．將Y型管向左傾斜，使稀硫酸緩慢流入生鐵樣品中．
B．將Y型管向右傾斜，使生鐵樣品被緩慢倒入稀硫酸中．
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)量氣管中的氣體體積和密度，計(jì)算生鐵樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，若測(cè)定的結(jié)果偏低，可能的原因是A（填字母序號(hào)）．
A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束讀數(shù)時(shí)未調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管中液面相平，立即讀取氣體體積
B．稀硫酸過(guò)量
C．反應(yīng)結(jié)束未冷卻到室溫立即讀數(shù)
（2）若稱取11.5克生鐵樣品，放入裝有100.0g稀硫酸的燒杯中恰好完全反應(yīng)，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中對(duì)燒杯（包括溶液和殘余固體，燒杯質(zhì)量為60.0g）進(jìn)行了四次稱量，
記錄如表．

反應(yīng)時(shí)間	t0	t1	t2	t3
燒杯和藥品的質(zhì)量/g	171.5	171.3	171.1	171.1

反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少？（結(jié)果精確到0.1%，寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程，共2分）
計(jì)算過(guò)程：解：設(shè)生鐵中鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵質(zhì)量為y，
反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量為：171.5g-171.1g=0.4g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56 152 2
x y 0.4g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$，
x=11.2g，y=30.4g，
反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{30.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=27.4%，
答：反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.4%．．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)探究一：
磁鐵能夠吸引鐵粉；
實(shí)驗(yàn)探究二；
氧化鈣溶于水時(shí)能夠放出大量的熱；
實(shí)驗(yàn)探究三：
氫氧化鈣能和碳酸鈉反應(yīng)生成白色沉淀碳酸鈣和氫氧化鈉；
碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；
氧化鐵和稀鹽酸負(fù)影視城氯化鐵和水，氯化鐵溶液是黃色溶液；
實(shí)驗(yàn)探究四：
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，反應(yīng)前后的質(zhì)量差即為反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量，根據(jù)氫氣的質(zhì)量可以計(jì)算鐵的質(zhì)量和硫酸亞鐵的質(zhì)量，進(jìn)一步可以計(jì)算反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：實(shí)驗(yàn)探究一：
取固體樣品研磨，用磁鐵吸引，磁鐵上沾有黑色粉末，說(shuō)明“雙吸劑”中一定有鐵．
故填：鐵．
實(shí)驗(yàn)探究二；
實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下表所示：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量實(shí)驗(yàn)探究1的殘留固 體放入試管中，加入蒸餾水	試管外壁不發(fā)燙	固體中一定沒(méi)有氧化鈣．

實(shí)驗(yàn)探究三：
步驟②產(chǎn)生白色沉淀，說(shuō)明久置的“雙吸劑”中含有氫氧化鈣，氫氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
故填：氫氧化鈣；Na₂CO₃+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+2NaOH．
步驟③有氣泡冒出，說(shuō)明含有碳酸鈣，溶液變?yōu)辄S色，說(shuō)明含有氧化鐵，氧化鐵和稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+6HCl═2FeCl₃+3H₂O．
根據(jù)步驟③的現(xiàn)象，說(shuō)明久置的“雙吸劑”中含有碳酸鈣和氧化鐵．
故填：碳酸鈣；氧化鐵．
實(shí)驗(yàn)探究四：
（1）檢驗(yàn)該裝置是否密封的正確操作是：安裝好裝置并在量氣管內(nèi)加入水，上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，若水準(zhǔn)管中液面與量氣管液面維持一定的高度差，說(shuō)明裝置密封．
故選：A．
然后將生鐵與稀硫酸放入Y型管中，塞緊橡皮塞．要使生鐵樣品與稀硫酸開(kāi)始反應(yīng)的操作方法為：將Y型管向左傾斜，使稀硫酸緩慢流入生鐵樣品中．
故選：A．
A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束讀數(shù)時(shí)未調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管中液面相平，立即讀取氣體體積，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的氫氣體積偏小，從而導(dǎo)致計(jì)算出的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小；
B．稀硫酸過(guò)量，不影響計(jì)算鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
C．反應(yīng)結(jié)束未冷卻到室溫立即讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的氫氣體積偏大，從而導(dǎo)致計(jì)算出的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
故選：A．
（2）計(jì)算過(guò)程：
解：設(shè)生鐵中鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵質(zhì)量為y，
反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量為：171.5g-171.1g=0.4g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56          152   2
x            y   0.4g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$，
x=11.2g，y=30.4g，
反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{30.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=27.4%，
答：反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.4%．
故填：解：設(shè)生鐵中鐵的質(zhì)量為x，生成硫酸亞鐵質(zhì)量為y，
反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量為：171.5g-171.1g=0.4g，
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑，
56        152   2
x          y   0.4g
$\frac{56}{x}$=$\frac{152}{y}$=$\frac{2}{0.4g}$，
x=11.2g，y=30.4g，
反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{30.4g}{11.2g+100g-0.4g}$×100%=27.4%，
答：反應(yīng)后所得溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為27.4%．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)．