Question

13．小明見(jiàn)媽媽買了些取暖袋，他很好奇，打開(kāi)了一袋，發(fā)現(xiàn)里面是黑色的粉末．小明提出了問(wèn)題：取暖袋中是哪種物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)而釋放熱量呢？
【查找資料】
①取暖袋由原料層、明膠層、無(wú)紡布袋三部分組成．原料層中的黑色粉末的主要成分是鐵粉、活性炭、蛭石、可溶性無(wú)機(jī)鹽、吸水性樹(shù)脂（含水）．
②蛭石是當(dāng)今世界首屈一指的保溫材料，起保溫作用；吸水性樹(shù)脂可反復(fù)釋水、吸水，起吸水、保水的作用；二者均不參加化學(xué)反應(yīng)．
③使用時(shí)應(yīng)注意事項(xiàng)：不使用產(chǎn)品時(shí)請(qǐng)勿拆開(kāi)密封包裝．
【提出猜想】
①可溶性無(wú)機(jī)鹽可能是氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉中一種或幾種．
②取暖袋發(fā)熱時(shí)，可能是鐵粉、氧氣、無(wú)機(jī)鹽、水、活性炭幾種物質(zhì)間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)．
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】
用NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、Na₂CO₃溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)，為確定無(wú)機(jī)鹽的成分小明查閱了如下資料．

	NaCl溶液	Na2SO4溶液	Na2CO3溶液
加入稀鹽酸	無(wú)明顯變化	無(wú)明顯變化	現(xiàn)象Ⅰ
加入BaCl2溶液	無(wú)明顯變化	產(chǎn)生白色沉淀	產(chǎn)生白色沉淀
加入AgNO3溶液	產(chǎn)生白色沉淀	溶液略呈渾濁	產(chǎn)生淡黃色沉淀

（1）現(xiàn)象I是有氣泡冒出．
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液混合發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，則白色沉淀的化學(xué)式為BaSO₄．
【實(shí)驗(yàn)過(guò)程】
分別取沒(méi)有使用的取暖袋和失效后的取暖袋中的黑色粉末完成以下實(shí)驗(yàn)，探究無(wú)機(jī)鹽的成分及參加反應(yīng)的物質(zhì)．

序號(hào)	加入試劑及操作	沒(méi)有使用的暖袋	失效后的暖袋
I	加入足量水觀察	無(wú)色溶液，大量固體在燒杯底部	無(wú)色溶液，大量固體在燒杯底部
Ⅱ	取I中上層清液，向其中滴加鹽酸	無(wú)變化	無(wú)變化
Ⅲ	取I中上層清液，向其中滴加BaCl2溶液	無(wú)變化	無(wú)變化
Ⅳ	取I中上層清液，向其中滴加AgNO3溶液	白色沉淀	白色沉淀
Ⅴ	另取黑色粉末加入足量鹽酸	大量氣泡，溶液呈淺綠色	無(wú)氣泡，溶液呈黃色溶液

（3）通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，可以得出以下結(jié)論：
①取暖袋中無(wú)機(jī)鹽的成分是氯化鈉．
②取暖袋發(fā)熱時(shí)，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是鐵粉．
（4）小明提出，氧氣是否參加了反應(yīng)？請(qǐng)你幫小明設(shè)計(jì)一套裝置，裝置圖為，證明氧氣參加了反應(yīng)．
【反思與評(píng)價(jià)】
（5）IV中的現(xiàn)象判定無(wú)機(jī)鹽未參加反應(yīng)．他的結(jié)論是否合理，說(shuō)明理由并解釋原因：不合理，若無(wú)機(jī)鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．

Answer 1

分析 本題能使同學(xué)們體會(huì)到實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程，通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析可知：現(xiàn)象I是有氣泡冒出，因?yàn)樘妓徕c和鹽酸反應(yīng)能生成二氧化碳；BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀和氯化鈉；實(shí)驗(yàn)V中，觀察到產(chǎn)生大量氣泡和淺綠色溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式是：鐵與鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，配平即可；根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象分析，取暖袋中無(wú)機(jī)鹽的成分是氯化鈉，取暖袋發(fā)熱時(shí)，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是鐵粉，因?yàn)殍F生銹屬于緩慢氧化，放出熱量；利用如圖裝置，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：在盛有氧氣的集氣瓶中加入潮濕的鐵粉，過(guò)一段時(shí)間，水被倒吸，則氧氣參加了反應(yīng)；根據(jù)IV中的現(xiàn)象判定無(wú)機(jī)鹽未參加反應(yīng)是不合理，若無(wú)機(jī)鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．

解答 解：
（1）現(xiàn)象I是有氣泡冒出，因?yàn)樘妓徕c和鹽酸反應(yīng)能生成二氧化碳，故答案為：有氣泡冒出；
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀和氯化鈉，故答案為：BaSO₄；
（3）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的現(xiàn)象分析，取暖袋中無(wú)機(jī)鹽的成分是氯化鈉，②取暖袋發(fā)熱時(shí)，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是鐵粉，因?yàn)殍F生銹屬于緩慢氧化，放出熱量，故答案為：①氯化鈉；②鐵粉；
（4）利用如答案圖裝置，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：在盛有氧氣的集氣瓶中加入潮濕的鐵粉，過(guò)一段時(shí)間，水被倒吸，則氧氣參加了反應(yīng)，故答案為：在盛有氧氣的集氣瓶中加入潮濕的鐵粉，過(guò)一段時(shí)間，水被倒吸；
（5）根據(jù)IV中的現(xiàn)象判定無(wú)機(jī)鹽未參加反應(yīng)是不合理，若無(wú)機(jī)鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象；故答案為：不合理，若無(wú)機(jī)鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．
本題答案為：
（1）有氣泡冒出；
（2）BaSO₄；
（3）①NaCl； ②Fe；
（4）
（5）不合理，若無(wú)機(jī)鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象．

點(diǎn)評(píng) 本考點(diǎn)既考查了實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)，又考查了化學(xué)方程式的書寫，還對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，綜合性比較強(qiáng)．實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．