Question

【題目】市售的“自熱米飯”帶有一個(gè)發(fā)熱包，遇水后可迅速升溫至150℃，保溫時(shí)間達(dá)3小時(shí)，能將生米做成熟飯。梧州市某中學(xué)化學(xué)興趣小組對(duì)發(fā)熱包非常感興趣，進(jìn)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(guò)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?yàn)V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(duì)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(shí)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證）小施用樣品A進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，流程如下。向?yàn)V液B滴加氫氧化鈉溶液時(shí)，他觀察到開(kāi)始時(shí)有白色沉淀生成，后來(lái)又全部消失，最后得到的是無(wú)色溶液E。

（實(shí)驗(yàn)結(jié)論）

不溶物D是______。

大家結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論后，認(rèn)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(lái)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(chēng)）。但溫度很快下降，說(shuō)明該反應(yīng)很快結(jié)束，不能長(zhǎng)時(shí)間保溫。

（猜想）大家大膽猜測(cè)應(yīng)該還有其他放熱反應(yīng)存在。

（實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，不久后發(fā)現(xiàn)錐形瓶外壁微燙，并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間。該現(xiàn)象很好地解釋了發(fā)熱包的保溫機(jī)理。

（拓展活動(dòng)）

在上述鐵的銹蝕實(shí)驗(yàn)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(shí)首先生成一種堿。請(qǐng)寫(xiě)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?yàn)殇X、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應(yīng)生成了氫氣，有不溶物D，說(shuō)明樣品中含有炭粉，加入足量氫氧化鈉溶液，開(kāi)始時(shí)有白色沉淀生成，后來(lái)又全部消失，說(shuō)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(guò)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?yàn)V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?yàn)槁然�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(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)論]

不溶物D是炭粉；

結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象討論后，認(rèn)為猜想三正確，理由是：加入足量稀鹽酸產(chǎn)生氣泡，是因?yàn)殇X、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應(yīng)生成了氫氣，有不溶物D，說(shuō)明樣品中含有炭粉，加入足量氫氧化鈉溶液，開(kāi)始時(shí)有白色沉淀生成，后來(lái)又全部消失，說(shuō)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?yàn)殇X、鎂或鋁和鎂和稀鹽酸反應(yīng)生成了氫氣，有不溶物D，說(shuō)明樣品中含有炭粉，加入足量氫氧化鈉溶液，開(kāi)始時(shí)有白色沉淀生成，后來(lái)又全部消失，說(shuō)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(dòng)]

在上述鐵的銹蝕實(shí)驗(yàn)中未觀察到紅色的鐵銹產(chǎn)生，鐵銹蝕時(shí)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。