Question

18．小明見(jiàn)媽媽買了些取暖袋，他很好奇，打開了一袋，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是產(chǎn)生無(wú)色氣泡．
（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NaCl．
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Fe．
（4）利用圖2裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究氧氣是否參加了反應(yīng)：將未使用取暖袋中的黑色粉末加入廣口瓶中，塞緊塞子，待冷卻后打開止水夾，若觀察到試管中水到吸入導(dǎo)管中，則氧氣參加了反應(yīng)．

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)．

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；
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀和氯化鈉；
（3）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；
（4）利用如圖2裝置，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案是：將未使用取暖袋中的黑色粉末加入廣口瓶中，塞緊塞子，待冷卻后打開止水夾，若觀察到試管中水到吸入導(dǎo)管中，則氧氣參加了反應(yīng)；
故答案為：（1）產(chǎn)生無(wú)色氣泡    （2）BaSO₄    （3）①NaCl    ②Fe
（4）將未使用取暖袋中的黑色粉末加入廣口瓶中，塞緊塞子，待冷卻后打開止水夾，若觀察到試管中水到吸入導(dǎo)管中

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．