Question

小明见妈妈买了些取暖袋，他很好奇，打开了一袋，发现里面是黑色的粉末。那么，取暖袋里是什么物质在发生反应、释放热量呢？

【查找资料】

①取暖袋由原料层、明胶层、无纺布袋三部分组成。原料层中的黑色粉末的主要成分是铁粉、活性炭、蛭石、可溶性无机盐、吸水性树脂（含水）。

②蛭石是当今世界首屈一指的保温材料，起保温作用；吸水性树脂可反复释水、吸水，起吸水、保水的作用；二者均不参加反应。

③使用时应注意：不使用产品时请勿拆开密封包装。

【提出猜想】

①可溶性无机盐可能是氯化钠、硫酸钠、碳酸钠中一种或几种。

②取暖袋发热时，可能是铁粉、氧气、无机盐、水、活性炭几种物质间发生了化学反应。

【实验准备】

用NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、Na₂CO₃溶液进行如下实验，为确定无机盐的成分提供参考。

	NaCl溶液	Na2SO4溶液	Na2CO3溶液
加入稀盐酸	无明显变化	无明显变化	现象Ⅰ
加入BaCl2溶液	无明显变化	产生白色沉淀	产生白色沉淀
加入AgNO3溶液	产生白色沉淀	溶液略呈浑浊	产生淡黄色沉淀

（1）现象I是       。

（2）BaCl₂溶液与Na₂SO₄溶液混合发生复分解反应，则白色沉淀的化学式为       。

【实验过程】

分别取没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实验，探究无机盐

的成分及参加反应的物质。

序号	加入试剂及操作	没有使用的暖袋	失效后的暖袋
Ｉ	加入足量水观察	无色溶液，大量固体在烧杯底部	无色溶液，大量固体在烧杯底部
Ⅱ	取Ｉ中上层清液，向其中滴加盐酸	无变化	无变化
Ⅲ	取Ｉ中上层清液，向其中滴加BaCl2溶液	无变化	无变化
Ⅳ	取Ｉ中上层清液，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盐酸	大量气泡，溶液呈浅绿色	无气泡，溶液呈黄色溶液

（3）实验V中，观察到产生大量气泡和浅绿色溶液的反应的化学方程式是       。

（4）通过上述实验，可以得出以下结论：

①取暖袋中无机盐的成分是       。

②取暖袋发热时，原料层中一定参加反应的物质是       。

（5）利用右图装置，设计实验方案探究氧气是否参加了反应：       ，则氧气参加了反应。

【反思与评价】

（6）小明根据IV中的现象判定无机盐未参加反应。他的结论是否合理，说明理由：       。

Answer

（1）产生无色气泡   （2）BaSO4   （3）Fe + 2HCl ="==" FeCl2 + H2↑

（4）① NaCl   ② Fe

（5）将未使用取暖袋中的黑色粉末加入广口瓶中，塞紧塞子，待冷却后打开止水夹（1分），若观察到试管中水到吸入导管中（1分）（其他合理答案可得分，共2分）

（6）不合理，若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象（其他合理答案可得分）

【解析】

试题分析：（1）根据表格可知，反应物是碳酸钠和稀盐酸，二者能反应生成氯化钠、水和二氧化碳，故现象I是有无色气泡产生。

（2）BaCl2溶液与Na2SO4溶液反应，生成白色BaSO4沉淀和氯化钠。

（3）根据题意，“实验V中，向黑色粉末中加入足量盐酸，观察到有大量气泡产生和浅绿色溶液生成”，结合所学知识可知，“浅绿色溶液”应为氯化亚铁溶液，则黑色粉末中应含铁，故反应的化学方程式是Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑。

（4）①根据题意分析，“取Ｉ中上层清液，向其中滴加盐酸,无变化”，说明其中一定不含碳酸钠；“取Ｉ中上层清液，向其中滴加BaCl2溶液,无变化” ，说明其中一定不含硫酸钠；“取Ｉ中上层清液，向其中滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成”，说明其中一定含有氯化钠（NaCl）。

②根据上面的分析可知，原料层中的黑色粉末中含有铁，而铁在与水和空气中的氧气的作用下反应，并放出大量的热，故取暖袋发热时，原料层中一定参加反应的物质是Fe。

（5）根据图示，结合所学“测定空气中氧气的含量”的实验原理可知，可将未使用的取暖袋中的黑色粉末加入广口瓶中，让其反应，若反应中有空气中的氧气参加，则待反应结束并冷却后，装置内的压强会减小，则打开止水夹时，可观察到试管中有水倒吸入导管中，即可说明有氧气参加了反应。

（6）根据IV中的现象，不能判定无机盐未参加反应，因为若无机盐参与反应但有剩余，也可观察到IV中现象，错误。

考点：物质的鉴别、推断，实验探究物质的组成成分以及含量，反应现象和本质的联系