Question

小明見(jiàn)媽媽買(mǎi)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。那么，取暖袋里是什么物質(zhì)在發(fā)生反應(yīng)、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；二者均不參加反應(yīng)。
③使用時(shí)應(yīng)注意：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)鹽的成分提供參考。

	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       。
（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       。
【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	�。芍猩蠈忧逡�，向其中滴加BaCl2溶液	無(wú)變化	無(wú)變化
Ⅳ	�。芍猩蠈忧逡�，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）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       。
（4）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       。
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       。
（5）利用右圖裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究氧氣是否參加了反應(yīng)：       ，則氧氣參加了反應(yīng)。

【反思與評(píng)價(jià)】
（6）小明根據(jù)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：       。

Answer 1

（1）產(chǎn)生無(wú)色氣泡   （2）BaSO₄   （3）Fe + 2HCl ="==" FeCl₂ + H₂↑
（4）① NaCl   ② Fe
（5）將未使用取暖袋中的黑色粉末加入廣口瓶中，塞緊塞子，待冷卻后打開(kāi)止水夾（1分），若觀察到試管中水到吸入導(dǎo)管中（1分）（其他合理答案可得分，共2分）
（6）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（其他合理答案可得分）

試題分析：（1）根據(jù)表格可知，反應(yīng)物是碳酸鈉和稀鹽酸，二者能反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，故現(xiàn)象I是有無(wú)色氣泡產(chǎn)生。
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液反應(yīng)，生成白色BaSO₄沉淀和氯化鈉。
（3）根據(jù)題意，“實(shí)驗(yàn)V中，向黑色粉末中加入足量鹽酸，觀察到有大量氣泡產(chǎn)生和淺綠色溶液生成”，結(jié)合所學(xué)知識(shí)可知，“淺綠色溶液”應(yīng)為氯化亞鐵溶液，則黑色粉末中應(yīng)含鐵，故反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑。
（4）①根據(jù)題意分析，“�。芍猩蠈忧逡�，向其中滴加鹽酸,無(wú)變化”，說(shuō)明其中一定不含碳酸鈉；“�。芍猩蠈忧逡�，向其中滴加BaCl₂溶液,無(wú)變化” ，說(shuō)明其中一定不含硫酸鈉；“取Ｉ中上層清液，向其中滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀生成”，說(shuō)明其中一定含有氯化鈉（NaCl）。
②根據(jù)上面的分析可知，原料層中的黑色粉末中含有鐵，而鐵在與水和空氣中的氧氣的作用下反應(yīng)，并放出大量的熱，故取暖袋發(fā)熱時(shí)，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是Fe。
（5）根據(jù)圖示，結(jié)合所學(xué)“測(cè)定空氣中氧氣的含量”的實(shí)驗(yàn)原理可知，可將未使用的取暖袋中的黑色粉末加入廣口瓶中，讓其反應(yīng)，若反應(yīng)中有空氣中的氧氣參加，則待反應(yīng)結(jié)束并冷卻后，裝置內(nèi)的壓強(qiáng)會(huì)減小，則打開(kāi)止水夾時(shí)，可觀察到試管中有水倒吸入導(dǎo)管中，即可說(shuō)明有氧氣參加了反應(yīng)。
（6）根據(jù)IV中的現(xiàn)象，不能判定無(wú)機(jī)鹽未參加反應(yīng)，因?yàn)槿魺o(wú)機(jī)鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象，錯(cuò)誤。
點(diǎn)評(píng)：對(duì)于驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析和探究，并通過(guò)觀察、記錄和分析的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來(lái)驗(yàn)證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。