Question

6．現(xiàn)在許多食品都采用密封包裝，但包裝袋中的空氣、水蒸氣仍會使食品氧化、受潮變質(zhì)，因此一些食品包裝袋中需放入一些脫氧劑，以使食品保質(zhì)期更長一些．
甲、乙、丙三同學(xué)為了探究“脫氧劑”的成分，從某食品廠的月餅包裝袋中取出“脫氧劑”一袋，打開封口，將其倒在濾紙上，仔細觀察，脫氧劑為灰黑色粉末，還有少量的紅色粉末．
提出問題：該脫氧劑中的灰黑色、紅色粉末各是什么？
猜想：甲同學(xué)認為：灰黑色粉末可能是氧化銅、紅色粉末可能是銅．
乙同學(xué)認為：灰黑色粉末可能是鐵粉，也可能還有少量的活性炭粉；紅色物質(zhì)是氧化鐵．
丙同學(xué)認為：灰黑色物質(zhì)可能是氧化銅、活性炭粉，紅色粉末可能是銅．
（1）你認為乙同學(xué)的猜想正確，其理由是因為鐵是化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，尤其是鐵粉顆粒小，常溫下更易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)而生銹．
（2）設(shè)計一個實驗方案來驗證該同學(xué)對灰黑色粉末的猜想是正確的．請?zhí)顚懸韵聦嶒瀳蟾妫?br />

實驗步驟	預(yù)期的實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①用磁鐵充分接觸濾紙上的脫氧劑粉末； ②將紅色物質(zhì)放入小試管中，加入足量稀硫酸觀察現(xiàn)象．繼續(xù)滴加足量的NaOH溶液．	絕大部分黑色粉末被吸引 紅色物質(zhì)溶解，溶液呈黃色，產(chǎn)生紅褐色沉淀	脫氧劑的成分是鐵粉 紅色物質(zhì)是Fe203

（3）寫出B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式Fe₂0₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃十3H₂O；Fe₂（SO₄）₃+6NaOH═2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）銅粉在常溫下不能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，銅轉(zhuǎn)化為氧化銅需要在加熱條件下才能實現(xiàn)；而鐵粉在潮濕的空氣中生銹而變成紅色的氧化鐵，常溫下可以發(fā)生反應(yīng)；活性炭能吸附有毒有味的氣體但不能吸附氧氣，氧化鐵亦不能與氧氣發(fā)生反應(yīng)；據(jù)此，可對三個同學(xué)的猜想進行評價；
（2）利用猜想中所涉及物質(zhì)的性質(zhì)與變化規(guī)律，設(shè)計實驗驗證三位同學(xué)的猜想，并驗證實驗的實驗報告．
（3）根據(jù)實驗方案中的反應(yīng)，依據(jù)質(zhì)量守恒定律書寫相關(guān)的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）甲同學(xué)的猜想所認為的兩種物質(zhì)在常溫下不能實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，所以，不適合用于食品的“脫氧劑”，猜想不合理；乙同學(xué)既考慮到鐵與氧化鐵兩物質(zhì)的顏色，又結(jié)合的兩物質(zhì)鐵常溫下可生銹變成氧化鐵的轉(zhuǎn)化關(guān)系，猜想合理；丙同學(xué)猜想中的活性炭不能吸附氧氣、氧化鐵也不能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，猜想不合理；
故答案為：（1）乙，因為鐵是化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，尤其是鐵粉顆粒小，常溫下更易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)而生銹．
（2）根據(jù)兩種物質(zhì)鐵和氧化鐵的性質(zhì)，可取少量粉末用磁鐵吸引，黑色粉末全部被吸起，說明黑色粉末為鐵粉；把剩余的紅色粉末放入稀硫酸中，紅色粉末全部溶解，溶液變紅黃色，可進一步用氫氧化鈉驗證，氫氧化鐵是紅褐色沉淀，可證明紅色粉末為氧化鐵；
故答案為：

實驗步驟	預(yù)期的實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①用磁鐵充分接觸濾紙上的脫氧劑粉末	絕大部分黑色粉末被吸引	脫氧劑的成分是鐵粉
②將紅色物質(zhì)放入小試管中，加入足量稀硫酸觀察現(xiàn)象．繼續(xù)滴加足量的NaOH溶液．	紅色物質(zhì)溶解，溶液呈黃色，產(chǎn)生紅褐色沉淀	紅色物質(zhì)是Fe203

（3）有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe₂0₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃十3H₂O；Fe₂（SO₄）₃+6NaOH═2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄．
答案：
（1）乙，因為鐵是化學(xué)性質(zhì)較活潑的金屬，尤其是鐵粉顆粒小，常溫下更易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應(yīng)而生銹．
（2）

實驗步驟	預(yù)期的實驗現(xiàn)象	結(jié)論
①用磁鐵充分接觸濾紙上的脫氧劑粉末	絕大部分黑色粉末被吸引	脫氧劑的成分是鐵粉
②將紅色物質(zhì)放入小試管中，加入足量稀硫酸觀察現(xiàn)象．繼續(xù)滴加足量的NaOH溶液．	紅色物質(zhì)溶解，溶液呈黃色，產(chǎn)生紅褐色沉淀	紅色物質(zhì)是Fe203

（3）Fe₂0₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃十3H₂O；Fe₂（SO₄）₃+6NaOH═2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄．

點評 對猜想進行評價時，要結(jié)合物質(zhì)所處的實際環(huán)境及在該環(huán)境下猜想中所涉及的反應(yīng)能否發(fā)生，這樣所做的猜想才是合理的．