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(xué)化學(xué)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(nèi)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(xiàn)有黑色物質(zhì)被磁鐵吸引，證明粉末中含有______。用磁鐵將該物質(zhì)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(zhì)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(jié)論）

不溶物D是______。

大家結(jié)合實驗現(xiàn)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(yīng)。加水后發(fā)現(xiàn)A中溫度迅速升高，B中有氣泡產(chǎn)生，該氣體為______（填名稱）。但溫度很快下降，說明該反應(yīng)很快結(jié)束，不能長時間保溫。

（猜想）大家大膽猜測應(yīng)該還有其他放熱反應(yīng)存在。

（實驗驗證）

同學(xué)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(xiàn)錐形瓶外壁微燙，并持續(xù)較長時間。該現(xiàn)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(chǎn)生。老師告訴同學(xué)們，鐵銹蝕時首先生成一種堿。請寫出該反應(yīng)的化學(xué)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(chǎn)生氣泡，是因為鋁、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應(yīng)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(xiàn)有黑色物質(zhì)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(yīng)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(jié)論]

不溶物D是炭粉；

結(jié)合實驗現(xiàn)象討論后，認為猜想三正確，理由是：加入足量稀鹽酸產(chǎn)生氣泡，是因為鋁、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應(yīng)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(chǎn)生氣泡，是因為鋁、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應(yīng)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(xiàn)A中溫度迅速升高，B中有氣泡產(chǎn)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(chǎn)生，鐵銹蝕時首先生成一種堿--氫氧化亞鐵，該反應(yīng)的化學(xué)方程式：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。

故填：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。