Question

化学实践活动课上，老师拿来一包粉末。它是由长期放置在空气中的铁粉和久置的碱石灰干燥剂混合而成。让同学们设计实验进行探究。

[提出问题]固体样品的成分是什么?

[查阆资料] （1）碱石灰干燥剂是CaO和NaOH的混合物。

（2）BaCl₂溶液是中性。

[猜想与假设]

固体样品中可能含有Fe、Fe₂O₃、 CaO、 NaOH、Ca(OH)₂、Na₂CO₃和_________等七种物质。

[进行实验]如图

甲组同学对滤渣B的成分进行探究，记录如下:

实验操作	实验现象	实验结论及化学方程式
取少量滤渣B于试管中，加入足量稀盐酸，将生成的气体通入澄清的石灰水中	①____ ②_____	结论:滤渣B中有Fe2O3、CaCO3。实验操作中反应的化学方程式为:__

乙组同学对滤液C的成分进行了探究。记录如下:

实验操作	实验现象	实验结论
取少量滤液C于试管中，加入过量BaCl2溶液，静置，向上层清液中滴加无色酚酞试液，振荡	①有白色沉淀生成 ②酚酞试液由无色变成红色	滤液C中有___

[解释与结论]

（1）乙组同学实验中加入过量BaCl₂溶液的目的是__________。

（2）通过以上实验探究。该固体样品中能确定一定含有的成分是_______。

Answer

CaCO3 固体全部溶解，溶液由无色变成黄色 澄清石灰水变浑浊 Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O（答出一个即可） NaOH、Na2CO3 使碳酸钠完全反应，以防止对检验氢氧化钠产生影响 Fe、Fe2O3、Ca（OH）2、Na2CO3

【解析】

铁能被磁铁吸引，生锈产生氧化铁，氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，放出热量，氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙和水，碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和氯化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和氯化钠；氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液、碳酸钠溶液都是显碱性溶液，都能使酚酞试液变红色。

猜想与假设：

铁与空气中的水蒸气、氧气反应生成氧化铁，氧化钙吸收空气中的水生成氢氧化钙，氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钠，氢氧化钙吸收空气中的二氧化碳生成碳酸钙。所以固体样品中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、NaOH、Ca（OH）2、Na2CO3和CaCO3等七种物质；

进行实验：

甲组：若固体中含有氧化铁，加入足量稀盐酸，稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，氯化铁溶液呈黄色，实验现象是固体全部溶解，溶液由无色变成黄色；若固体中含有碳酸钙，加入足量稀盐酸，稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，实验现象是澄清石灰水变浑浊，实验现象如下：（1）固体全部溶解，溶液由无色变成黄色，（2）有气泡产生，澄清的石灰水变浑浊。

氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水，该反应的化学方程式为：，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：，氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；

乙组：取少量滤液C于试管中，加入过量BaCl2溶液，静置，向上层清液中滴加无色配酞试液，振荡，产生白色沉淀，氯化钡与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，氢氧化钠呈碱性，能使酚酞变红，氯化钡溶液呈中性，说明溶液中含有碳酸钠和氢氧化钠，实验现象如下：

（1）有白色沉淀生成。

（2）酚酞试液由无色变成红色

实验结论：滤液C中有NaOH、Na2CO3

解释与结论：（1）碳酸钠溶液呈碱性，对氢氧化钠的检验有干扰。乙组同学实验中加入过量BaCl2溶液的目的是使碳酸钠完全反应，以防止对检验氢氧化钠产生影响；

（2）通过以上实验探究可知，磁铁能够吸引黑色粉末，铁能被磁铁吸引，说明固体中含有铁，氧化钙与水反应放热、氢氧化钠固体溶于水放热。加入水溶解时不放热，说明固体中不含有氧化钙和氢氧化钠，碳酸钠和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，该固体样品中不一定含有碳酸钙，能确定一定含有的成分是Fe、Fe2O3、Ca（OH)2、Na2CO3。