Question

【題目】化學實踐活動課上，老師拿來一包粉末。它是由長期放置在空氣中的鐵粉和久置的堿石灰干燥劑混合而成。讓同學們設計實驗進行探究。

[提出問題]固體樣品的成分是什么?

[查閬資料] （1）堿石灰干燥劑是CaO和NaOH的混合物。

（2）BaCl2溶液是中性。

[猜想與假設]

固體樣品中可能含有Fe、Fe2O3、 CaO、 NaOH、Ca(OH)2、Na2CO3和_________等七種物質。

[進行實驗]如圖

甲組同學對濾渣B的成分進行探究，記錄如下:

實驗操作	實驗現象	實驗結論及化學方程式
取少量濾渣B于試管中，加入足量稀鹽酸，將生成的氣體通入澄清的石灰水中	①____ ②_____	結論:濾渣B中有Fe2O3、CaCO3。實驗操作中反應的化學方程式為:__

乙組同學對濾液C的成分進行了探究。記錄如下:

實驗操作	實驗現象	實驗結論
取少量濾液C于試管中，加入過量BaCl2溶液，靜置，向上層清液中滴加無色酚酞試液，振蕩	①有白色沉淀生成 ②酚酞試液由無色變成紅色	濾液C中有___

[解釋與結論]

（1）乙組同學實驗中加入過量BaCl2溶液的目的是__________。

（2）通過以上實驗探究。該固體樣品中能確定一定含有的成分是_______。

Answer 1

【答案】CaCO3 固體全部溶解，溶液由無色變成黃色 澄清石灰水變渾濁 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O（答出一個即可） NaOH、Na2CO3 使碳酸鈉完全反應，以防止對檢驗氫氧化鈉產生影響 Fe、Fe2O3、Ca（OH）2、Na2CO3

【解析】

鐵能被磁鐵吸引，生銹產生氧化鐵，氧化鐵和稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，放出熱量，氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，氫氧化鈉和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水，碳酸鈉和氯化鋇反應生成白色沉淀碳酸鋇和氯化鈉；氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液、碳酸鈉溶液都是顯堿性溶液，都能使酚酞試液變紅色。

猜想與假設：

鐵與空氣中的水蒸氣、氧氣反應生成氧化鐵，氧化鈣吸收空氣中的水生成氫氧化鈣，氫氧化鈉吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈉，氫氧化鈣吸收空氣中的二氧化碳生成碳酸鈣。所以固體樣品中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、NaOH、Ca（OH）2、Na2CO3和CaCO3等七種物質；

進行實驗：

甲組：若固體中含有氧化鐵，加入足量稀鹽酸，稀鹽酸和氧化鐵反應生成氯化鐵和水，氯化鐵溶液呈黃色，實驗現象是固體全部溶解，溶液由無色變成黃色；若固體中含有碳酸鈣，加入足量稀鹽酸，稀鹽酸和碳酸鈣反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，實驗現象是澄清石灰水變渾濁，實驗現象如下：（1）固體全部溶解，溶液由無色變成黃色，（2）有氣泡產生，澄清的石灰水變渾濁。

氧化鐵與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，該反應的化學方程式為：，碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，該反應的化學方程式為：，氫氧化鈣與二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：；

乙組：取少量濾液C于試管中，加入過量BaCl2溶液，靜置，向上層清液中滴加無色配酞試液，振蕩，產生白色沉淀，氯化鋇與碳酸鈉反應生成碳酸鋇沉淀和氯化鈉，氫氧化鈉呈堿性，能使酚酞變紅，氯化鋇溶液呈中性，說明溶液中含有碳酸鈉和氫氧化鈉，實驗現象如下：

（1）有白色沉淀生成。

（2）酚酞試液由無色變成紅色

實驗結論：濾液C中有NaOH、Na2CO3

解釋與結論：（1）碳酸鈉溶液呈堿性，對氫氧化鈉的檢驗有干擾。乙組同學實驗中加入過量BaCl2溶液的目的是使碳酸鈉完全反應，以防止對檢驗氫氧化鈉產生影響；

（2）通過以上實驗探究可知，磁鐵能夠吸引黑色粉末，鐵能被磁鐵吸引，說明固體中含有鐵，氧化鈣與水反應放熱、氫氧化鈉固體溶于水放熱。加入水溶解時不放熱，說明固體中不含有氧化鈣和氫氧化鈉，碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，該固體樣品中不一定含有碳酸鈣，能確定一定含有的成分是Fe、Fe2O3、Ca（OH)2、Na2CO3。