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。梧州市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。

（成分探究）取出某品牌的發(fā)熱包內灰黑色的固體粉末，分成兩份。

（1）小吳用磁鐵靠近其中一份粉末，發(fā)現有黑色物質被磁鐵吸引，證明粉末中含有______。用磁鐵將該物質全部吸出后，剩余粉末為樣品A。

（2）小周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______色，證明原粉末中含生石灰；再向濾液中加入______，看到白色沉淀生成，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：存在鎂粉和鋁粉；

猜想五：______。

（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）

不溶物D是______。

大家結合實驗現象討論后，認為猜想______正確，理由是______。

（原理探究）

小吳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A中溫度迅速升高，B中有氣泡產生，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)現錐形瓶外壁微燙，并持續(xù)較長時間。該現象很好地解釋了發(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紅色的鐵銹產生。老師告訴同學們，鐵銹蝕時首先生成一種堿。請寫出該反應的化學方程式______。

Answer 1

【答案】鐵粉 紅 含有稀硝酸的硝酸銀溶液 鎂粉和炭粉 炭粉 三 加入足量稀鹽酸產生氣泡，是因為鋁、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應生成了氫氣，有不溶物D，說明樣品中含有炭粉，加入足量氫氧化鈉溶液，開始時有白色沉淀生成，后來又全部消失，說明濾液B中不含有鎂離子，即樣品中不含有鎂，則樣品中含有鋁粉 空氣 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

【解析】

[成分探究]

（1）小吳用磁鐵靠近其中一份粉末，發(fā)現有黑色物質被磁鐵吸引，證明粉末中含有鐵粉。

故填：鐵粉。

（2）小周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，證明原粉末中含生石灰，再向濾液中加入含有稀硝酸的硝酸銀溶液，看到白色沉淀生成，是因為氯化鈉和硝酸銀反應生成了白色沉淀氯化銀證明原粉末中含有氯化鈉。

故填：紅；含有稀硝酸的硝酸銀溶液。

（3）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：存在鎂粉和鋁粉；

猜想五：鎂粉和炭粉。

故填：鎂粉和炭粉。

[實驗結論]

不溶物D是炭粉；

結合實驗現象討論后，認為猜想三正確，理由是：加入足量稀鹽酸產生氣泡，是因為鋁、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應生成了氫氣，有不溶物D，說明樣品中含有炭粉，加入足量氫氧化鈉溶液，開始時有白色沉淀生成，后來又全部消失，說明濾液B中不含有鎂離子，即樣品中不含有鎂，則樣品中含有鋁粉。

故填：炭粉；三；加入足量稀鹽酸產生氣泡，是因為鋁、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應生成了氫氣，有不溶物D，說明樣品中含有炭粉，加入足量氫氧化鈉溶液，開始時有白色沉淀生成，后來又全部消失，說明濾液B中不含有鎂離子，即樣品中不含有鎂，則樣品中含有鋁粉。

[原理探究]

加水后發(fā)現A中溫度迅速升高，B中有氣泡產生，該氣體為膨脹逸出的空氣。

故填：空氣。

[拓展活動]

在上述鐵的銹蝕實驗中未觀察到紅色的鐵銹產生，鐵銹蝕時首先生成一種堿--氫氧化亞鐵，該反應的化學方程式：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。

故填：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。