专题五 固体混合物成分的探究
1．（2022·重庆）救治新冠患者需要氧气，制氧机制氧是一种途径。某品牌制氧机中有一包白色颗粒和一包黑色粉末， 白色颗粒成分为过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2，它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气)。某小组设计实验探究其制氧原理。
（1）【探究一】
分别取等质量的白色颗粒和等体积的水加入a、b两支试管，再向b试管中加入黑色粉末。观察到a试管仅有少量气泡，b试管有大量气泡。
①黑色粉末起 作用。
②欲使a试管产生气泡加快，可加入 (填序号)。
A．CuSO4溶液 B．NaCl溶液 C．MnO2
（2）【探究二】
根据元素守恒，上述反应后溶液中溶质的成分可能为：
①只含NaOH ②只含Na2CO3 ③NaOH和Na2CO3的混合物……
甲、乙两同学仅针对前三种可能性，分别设计实验1和实验2进行验证。
序号 操作和现象 实验结论
实验1 取b试管上层清液滴加过量稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 只含Na2CO3
实验2 第一步：取b试管上层清液滴加过量CaCl2溶液，产生白色沉淀并过滤 第二步：在滤液中滴加酚酞，溶液 (填现象) 只含Na2CO3
（3）【反思评价】
丙同学认为实验1的结论不严谨，理由是 。
（4）【得出结论】
结合实验现象，该制氧机的制气原理有两步反应，写出第二步的化学方程式：
①2Na2CO3●3H2O22Na2CO3+3H2O2；
②
（5）【延伸拓展】
制氧机制氧选择过碳酸钠而不选择双氧水的根本原因是 (填序号)。A．产物无污染 B．制取成本更低 C．运输储存更方便
2．（2022·恩施）“神舟上九天揽月，蛟龙下五洋捉鳖”，充分展现了中国科技实力。航天员王亚平在“天宫课堂”上向同学们演示了“泡腾片太空溶解实验”—“太空水球”内产生大量气泡等奇妙现象，凸显了化学等自然科学的魅力。某化学兴趣小组的同学根据老师提供的泡腾片、蒸馏水、相关实验仪器，结合图1泡腾片说明书，进行实验与探究，请你参与。
【提出问题】泡腾片太空实验中产生的气体是什么？产生该气体的反应原理是什么？
【作出猜想】兴趣小组的同学们作出了如下猜想：
①氧气②二氧化碳③氢气④一氧化碳⑤氮气
大家一致认为作为药品，因一氧化碳有毒，应无一氧化碳。
（1）为保证太空实验安全，小智同学认为不可能为氢气，理由是 。
（2）大家通过认真阅读和分析泡腾片的说明书，认为无氮气，理由是 。
（3）【实验验证】图2是制取气体的常用装置，按要求完成猜想①和②的相关实验。
①图2中仪器a的名称是 。
②若要随时取用①或②气体，其发生装置应选用图2中的 （填装置序号）；用G装置干燥该气体，气体应从 端（填m或n）通入，收集该气体应选用图2中的 （填装置序号）。
③同学们利用上述装置收集了两瓶该气体，作如下验证实验。
检验猜想 实验步骤 实验现象 实验结论
①或② 将带火星的木条伸入其中一瓶中。 猜想①不正确 泡腾片放入水中产生的气体为二氧化碳。
向另一瓶中注入适量的澄清石灰水，振荡。 猜想②正确
（4）【深入探究】图2是柠檬酸与碳酸氢钠反应的微观示意图。结合上述实验结论回答问题。
①泡腾片溶于水的过程中，柠檬酸（H3Ci）与碳酸氢钠反应的化学方程式 。
②从图3分析H3Ci和NaHCO3反应的微观实质是 。
3．（2022·衡阳）某课外化学兴趣小组发现木炭与浓硫酸加热后产生了气体，该气体有刺激性气味，能使澄清的石灰水变浑浊。同学们在老师的指导下对该气体成分进行了探究。
（1）【提出问题】该气体的成分是什么？
【提出猜想】猜想一：该气体是CO2；猜想二：该气体是SO2；猜想三：该气体是 。
（2）【查阅资料】
①SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应，使其褪色。
②
【实验设计】
【现象与分析】
①装置B中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，说明气体中含有 。装置B中高锰酸钾溶液必须足量的原因是 。
②装置C中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有CO2，请写出反应的化学方程式 。
【实验结论】猜想三成立。
（3）【反思交流】
若装置B与装置C位置互换，该实验设计是否合理 ，理由是 。
（4）有同学认为，木炭与浓硫酸加热后生成的产物中，除上述已验证的物质外，至少还有一种产物，理由是 。
4．（2022·襄阳）小文研学旅行时，对“自热米饭”发热包的发热现象感到好奇。返校后，利用化学实验室中已有的生石灰、活性炭、铁粉、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠中的若干种物质自制了一个发热包。发现使用自制发热包时，可迅速升温，还可保温较长时间。
小静同学对小文同学自制发热包的成分进行探究。
（1）【实验探究】
小静取适量自制发热包中的固体放入盛有水的烧杯中，迅速放出大量的热，她认为是固体样品中的生石灰与水发生反应产生了热量。为了进一步确认发热包中物质的成分，小静把烧杯中的物质过滤，得到滤液A和滤渣B。
实验步骤 实验操作 实验现象 分析与结论
① 取适量滤渣B放入烧杯中 观察到滤渣B慢慢出现红棕色固体，触摸烧杯外壁感到微热并持续了较长时间 红棕色固体是
② 取适量滤液A放入试管中，加入过量的氯化钡溶液 有白色沉淀生成 发热包中除含有生石灰外，一定还含有的物质是
③ 取②中的白色沉淀放入试管中，加入足量的稀硝酸 白色沉淀全部溶解，有气泡产生
④ 取②反应后的上层清液放入试管中，先加入足量稀硝酸，再滴入适量AgNO3溶液 有白色沉淀生成
⑤ 取适量滤渣B放入试管中，加入足量的稀盐酸 固体部分溶解，溶液呈浅绿色，有气泡产生
（2）【反思与交流】
步骤②反应后的上层清液中含有的离子共有 种。
（3）步骤④中生成白色沉淀的化学方程式是 。(任写一个)
（4）发热包中的物质使用前必须 保存，使用后注意合理回收。
5．（2022·怀化）网红产品自嗨锅和自热米饭深受年轻人喜欢。自嗨锅内有一个发热包，加水后即可加热食物，持续时间长达2小时。怀化某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣，在学校化学实验室对其成分进行探究。
【查阅资料】
a、发热包内的粉末主要由生石灰、铁粉、铝粉、碳粉、氯化钠等组成；
b、铝是一种两性金属，与强酸、强碱溶液反应都能生成H2；
c、AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。
（1）【实验探究】为确认发热包中各种成分的存在，兴趣小组的同学们设计了实验方案并进行操作。
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
一 取部分粉末，将磁铁靠近 发现有黑色物质被磁铁吸引 成分中有
二 将磁铁充分吸附后的剩余粉末分成两份，其中一份加水溶解，过滤，取滤液测pH pH试纸变蓝紫色 pH 7成分中有生石灰
三 取少量滤液于试管中，先加入过量稀硝酸，再加入少量 溶液 生成白色沉淀 成分中有
四 将另一份粉末放入烧杯，加入适量NaOH溶液 成分中有铝粉
五 将步骤二中过滤得到的滤渣放入硬质玻璃管中 ，将产生的气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 成分中有碳粉
（2）【实验反思】生石灰与水反应放出的热量是发热包主要的热量来源，该反应的化学方程式为 ；自嗨锅注入冷水后可以升温至150℃以上，而蒸汽的温度可达到200℃，反应过程中还会产生大量的气体，操作不当很有可能引发爆炸。用完后的发热包按 （填“厨余垃圾”、“可回收垃圾”或“其它垃圾”）分类处理。
6．（2022·鞍山）化学实验室有一包白色粉末，可能由碳酸钡、氯化钾、硫酸钠、氯化钡、硫酸铜中的一种或几种组成，化学兴趣小组的同学对其成分进行了如下探究。
【提出问题】
该粉末的成分是什么？
（1）【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取适量粉末于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，过滤 产生白色沉淀和无色溶液 原粉末中一定不含有
步骤2：取少量步骤1的白色沉淀于试管中，加入过量的 沉淀部分溶解，并产生气泡 白色沉淀是 ；原粉末中一定含有
（2）【实验分析】
①步骤1中生成白色沉淀反应的化学方程式为 。
②步骤2中沉淀部分溶解反应的化学方程式为 。
（3）【反思评价】
小亮认为上述实验还不能确定氯化钾是否存在，因此继续进行了如下实验：取少量步骤1所得溶液于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成。由此得出结论：原白色粉末中一定含有氯化钾。小明认为小亮的实验不能确定氯化钾的存在，理由是 。
7．（2022·大连）化学小组同学在超市看到一款自热暖足贴，商品标签显示成分有：铁粉、水、活性炭、蛭石、氯化钠。他们利用所学知识开展“自制暖足贴”项目研究，部分过程如下。
【查阅资料】蛭石是一种耐高温的超级保温材料，难溶于水，不与硫酸铜溶液反应。
（1）任务一：自制暖足贴，并将其发热情况与市售暖足贴比较。
【进行实验】分别取2勺铁粉和活性炭，加入无纺布袋中（与市售暖足贴所用无纺布相同），滴加少量氯化钠溶液，混合均匀制得暖足贴。在相同环境下，利用温度传感器测定自制与市售暖足贴温度随时间的变化，形成图像，如图所示。
通过图像可知自制暖足贴有两点不足，分别是 、 。
（2）小组同学猜想两种暖足贴发热情况存在差异的原因，除了受暖足贴中各成分的质量及其配比影响外，还可能与 的特性有关。
（3）任务二：估测市售暖足贴中各成分的质量。
【方案设计】利用市售暖足贴中的全部粉末，设计如下方案。
①设计步骤Ⅰ、Ⅱ的目的是 。固体B的成分是 。
②根据上述方案，确定蛭石质量需要的称量数据最少的一组是 。
（4）【反思交流】小组同学发现只有打开密封包装，暖足贴才会发热，由此推测暖足贴发热还需要 参加反应，故密封包装还起到了控制反应发生的作用。
8．（2022·海拉尔）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？
（1）[查阅资料]
①碱石灰干燥剂是CaO和NaOH的混合物。
②BaCl2溶液显中性。
[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。
（2）[进行实验]
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滤渣完全溶解，溶液变为黄色 ② 结论：滤渣B中有Fe2O3、CaCO3.实验操作中Fe2O3与稀盐酸反应的化学方程式 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
（3）[解释与结论]乙组同学实验中加入过量BaCl2溶液的目的是
9．（2022·百色）在校园“消防日”活动中，老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体，探究其成分。(不考虑杂质的影响)
【查阅资料】
①干粉灭火器的主要成分为NaHCO3。
②NaHCO3受热分解生成Na2CO3、二氧化碳和水；Na2CO3受热不分解。
③NaHCO3溶液呈碱性，且不与BaCl2溶液发生反应。
（1）【提出猜想】
猜想一：固体成分为NaHCO3；
猜想二：固体成分为 ；
猜想三：固体成分为NaHCO3和Na2CO3。
（2）【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
小东同学取少量白色固体于试管中，加水溶解，再滴入无色酚酞溶液 无色酚酞溶液变红 猜想一成立
【提出质疑】小玫认为小东得出的结论不准确，理由是 。
（3）【实验探究】兴趣小组的同学继续进行实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
① 。 澄清石灰水变浑浊 固体中含有 NaHCO3
②另取少量白色固体于试管中，加水使之完全溶解，再滴加BaCl2溶液。 发生反应的化学方程式为 ； 固体中含有Na2CO3
【实验结论】猜想三正确。
（4）【拓展延伸】上述实验步骤② (填“能”或“不能”)用 Ba(NO3)2溶液代替BaCl2溶液，理由是： 。
专题五 固体混合物成分的探究
本节课重点讲解及训练内容
实验探究物质的组成成分以及含量
制取气体的反应原理的探究
质量守恒定律及其应用
酸碱盐的应用
气体制取装置的探究
实验室常见的仪器及使用
实验探究物质的性质或变化规律
化学反应的实质
食品干燥剂、保鲜剂和真空包装的成分探究
盐的化学性质
对应中考真题
1．（2022·重庆）救治新冠患者需要氧气，制氧机制氧是一种途径。某品牌制氧机中有一包白色颗粒和一包黑色粉末， 白色颗粒成分为过碳酸钠(化学式为2Na2CO3·3H2O2，它是过氧化氢与碳酸钠的化合物，遇水后放出氧气)。某小组设计实验探究其制氧原理。
（1）【探究一】
分别取等质量的白色颗粒和等体积的水加入a、b两支试管，再向b试管中加入黑色粉末。观察到a试管仅有少量气泡，b试管有大量气泡。
①黑色粉末起 作用。
②欲使a试管产生气泡加快，可加入 (填序号)。
A．CuSO4溶液 B．NaCl溶液 C．MnO2
（2）【探究二】
根据元素守恒，上述反应后溶液中溶质的成分可能为：
①只含NaOH ②只含Na2CO3 ③NaOH和Na2CO3的混合物……
甲、乙两同学仅针对前三种可能性，分别设计实验1和实验2进行验证。
序号 操作和现象 实验结论
实验1 取b试管上层清液滴加过量稀盐酸，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体 只含Na2CO3
实验2 第一步：取b试管上层清液滴加过量CaCl2溶液，产生白色沉淀并过滤 第二步：在滤液中滴加酚酞，溶液 (填现象) 只含Na2CO3
（3）【反思评价】
丙同学认为实验1的结论不严谨，理由是 。
（4）【得出结论】
结合实验现象，该制氧机的制气原理有两步反应，写出第二步的化学方程式：
①2Na2CO3●3H2O22Na2CO3+3H2O2；
②
（5）【延伸拓展】
制氧机制氧选择过碳酸钠而不选择双氧水的根本原因是 (填序号)。A．产物无污染 B．制取成本更低 C．运输储存更方便
【答案】（1）催化；C （2）无明显现象
（3）产生使澄清石灰水变浑浊的气体，只能证明有碳酸钠，不能证明其中不含氢氧化钠
（4） （5）C
【解析】（1）①对比a、b两支试管，黑色粉末加快了气泡的产生，所以黑色粉末是催化剂，起到催化作用；
②欲使a试管产生气泡加快，则需要加入催化剂，能够催化过氧化氢的催化剂是二氧化锰，
故答案为：C。
（2）b试管上层清液滴加过量氯化钙溶液，形成沉淀，即可证明反应后溶液含碳酸钠，再滴加酚酞无颜色变化（无明显变化），即可排除含有氢氧化钠的可能。
（3）若反应后溶液含碳酸钠和氢氧化钠，滴加过量的稀盐酸，也会产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，不能排除含有氢氧化钠的可能。
（4）结合实验现象，该制氧机的制气原理有两步反应，第一步过碳酸钠分解为碳酸钠和过氧化氢，第二部过氧化氢在黑色粉末催化下分解为水和氧气，方程式为：。
（5）制氧机制氧选择过碳酸钠而不选择双氧水的根本原因是过碳酸钠是固体，过氧化氢是液体，固体更便于运输和储存，
故答案为：C。
2．（2022·恩施）“神舟上九天揽月，蛟龙下五洋捉鳖”，充分展现了中国科技实力。航天员王亚平在“天宫课堂”上向同学们演示了“泡腾片太空溶解实验”—“太空水球”内产生大量气泡等奇妙现象，凸显了化学等自然科学的魅力。某化学兴趣小组的同学根据老师提供的泡腾片、蒸馏水、相关实验仪器，结合图1泡腾片说明书，进行实验与探究，请你参与。
【提出问题】泡腾片太空实验中产生的气体是什么？产生该气体的反应原理是什么？
【作出猜想】兴趣小组的同学们作出了如下猜想：
①氧气②二氧化碳③氢气④一氧化碳⑤氮气
大家一致认为作为药品，因一氧化碳有毒，应无一氧化碳。
（1）为保证太空实验安全，小智同学认为不可能为氢气，理由是 。
（2）大家通过认真阅读和分析泡腾片的说明书，认为无氮气，理由是 。
（3）【实验验证】图2是制取气体的常用装置，按要求完成猜想①和②的相关实验。
①图2中仪器a的名称是 。
②若要随时取用①或②气体，其发生装置应选用图2中的 （填装置序号）；用G装置干燥该气体，气体应从 端（填m或n）通入，收集该气体应选用图2中的 （填装置序号）。
③同学们利用上述装置收集了两瓶该气体，作如下验证实验。
检验猜想 实验步骤 实验现象 实验结论
①或② 将带火星的木条伸入其中一瓶中。 猜想①不正确 泡腾片放入水中产生的气体为二氧化碳。
向另一瓶中注入适量的澄清石灰水，振荡。 猜想②正确
（4）【深入探究】图2是柠檬酸与碳酸氢钠反应的微观示意图。结合上述实验结论回答问题。
①泡腾片溶于水的过程中，柠檬酸（H3Ci）与碳酸氢钠反应的化学方程式 。
②从图3分析H3Ci和NaHCO3反应的微观实质是 。
【答案】（1）氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中不含氮元素
（3）试管；C；m；E；带火星的木条不复燃；澄清石灰水变浑浊
（4）；氢离子和碳酸氢根离子结合生成二氧化碳分子和水分子
【解析】作出猜想：（1）氢气具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故为保证太空实验安全，该气体不可能为氢气；
（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中不含氮元素，故该气体不可能是氮气；
实验验证：①图2中仪器a的名称是试管；
②若要随时取用①或②气体，其发生装置应选用图2中的C装置，该装置可将固体置于多孔隔板上，关闭止水夹，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开止水夹，气体导出，固液接触，反应开始，该装置可控制反应的发生和停止，可随时取用气体；
用G装置干燥该气体，洗气应“长进短出”，这样干燥的充分，故气体从m端通入；
氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法或向上排空气法收集，二氧化碳溶于水，密度比空气大，可用向上排空气法收集，故收集装置可选E；
（3）实验结论为：泡腾片放入水中产生的气体为二氧化碳。二氧化碳不燃烧、不支持燃烧，故将带火星的木条伸入其中一瓶中，带火星的木条不复燃；
向另一瓶中注入适量的澄清石灰水，振荡，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故现象为：澄清石灰水变浑浊；
深入探究：①柠檬酸与碳酸氢钠反应生成柠檬酸钠、二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：；
②由图可知，H3Ci和NaHCO3反应的微观实质是氢离子和碳酸氢根离子结合生成二氧化碳分子和水分子。
3．（2022·衡阳）某课外化学兴趣小组发现木炭与浓硫酸加热后产生了气体，该气体有刺激性气味，能使澄清的石灰水变浑浊。同学们在老师的指导下对该气体成分进行了探究。
（1）【提出问题】该气体的成分是什么？
【提出猜想】猜想一：该气体是CO2；猜想二：该气体是SO2；猜想三：该气体是 。
（2）【查阅资料】
①SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应，使其褪色。
②
【实验设计】
【现象与分析】
①装置B中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，说明气体中含有 。装置B中高锰酸钾溶液必须足量的原因是 。
②装置C中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有CO2，请写出反应的化学方程式 。
【实验结论】猜想三成立。
（3）【反思交流】
若装置B与装置C位置互换，该实验设计是否合理 ，理由是 。
（4）有同学认为，木炭与浓硫酸加热后生成的产物中，除上述已验证的物质外，至少还有一种产物，理由是 。
【答案】（1）CO2和SO2
（2）二氧化硫或SO2；使SO2完全除去，排除对CO2检验的干扰；
（3）不合理；SO2也会与Ca(OH)2反应生成沉淀
（4）根据质量守恒定律，反应物中有氢元素，反应产物中一定有氢元素，则至少还有一种产物
【解析】（1）提出猜想：根据题干信息，该气体具有刺激性气味，且能使澄清石灰水变浑浊，二氧化硫具有刺激性气味，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故该气体还可能是二氧化碳和二氧化硫的混合物；
（2）现象与分析：① SO2能与酸性高锰酸钾溶液反应，使其褪色，装置B中酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，说明气体中含有二氧化硫；
② 二氧化硫能与氢氧化钙反应生成亚硫酸钙和水，也能使澄清石灰水变浑浊，故装置B中高锰酸钾溶液必须足量的原因是：使SO2完全除去，排除对CO2检验的干扰；
二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；
（3）反思交流：由于二氧化硫也能使澄清石灰水变浑浊，如果装置B与装置C位置互换，无法确定是否含二氧化碳，故该实验设计不合理；
（4）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含C、H、S、O元素，生成物中含S、C、O元素，故生成物中还应含氢元素，故除上述已验证的物质外，至少还有一种产物。
4．（2022·襄阳）小文研学旅行时，对“自热米饭”发热包的发热现象感到好奇。返校后，利用化学实验室中已有的生石灰、活性炭、铁粉、碳酸钠、氯化钠、硫酸钠中的若干种物质自制了一个发热包。发现使用自制发热包时，可迅速升温，还可保温较长时间。
小静同学对小文同学自制发热包的成分进行探究。
（1）【实验探究】
小静取适量自制发热包中的固体放入盛有水的烧杯中，迅速放出大量的热，她认为是固体样品中的生石灰与水发生反应产生了热量。为了进一步确认发热包中物质的成分，小静把烧杯中的物质过滤，得到滤液A和滤渣B。
实验步骤 实验操作 实验现象 分析与结论
① 取适量滤渣B放入烧杯中 观察到滤渣B慢慢出现红棕色固体，触摸烧杯外壁感到微热并持续了较长时间 红棕色固体是
② 取适量滤液A放入试管中，加入过量的氯化钡溶液 有白色沉淀生成 发热包中除含有生石灰外，一定还含有的物质是
③ 取②中的白色沉淀放入试管中，加入足量的稀硝酸 白色沉淀全部溶解，有气泡产生
④ 取②反应后的上层清液放入试管中，先加入足量稀硝酸，再滴入适量AgNO3溶液 有白色沉淀生成
⑤ 取适量滤渣B放入试管中，加入足量的稀盐酸 固体部分溶解，溶液呈浅绿色，有气泡产生
（2）【反思与交流】
步骤②反应后的上层清液中含有的离子共有 种。
（3）步骤④中生成白色沉淀的化学方程式是 。(任写一个)
（4）发热包中的物质使用前必须 保存，使用后注意合理回收。
【答案】（1）氧化铁或Fe2O3；铁、碳酸钠和活性炭 （2）四或4
（3）或
（4）密封
【解析】{实验探究}①铁粉能够与空气中的氧气反应生成氧化铁，放出热量，氧化铁是一种红棕色固体，即红棕色固体是氧化铁，故填氧化铁；
②中加入过量氯化钡溶液后生成白色沉淀，生成的白色沉淀在③中加入足量的稀硝酸后，白色沉淀全部溶解，有气泡产生，表明生成的白色沉淀中含有碳酸钡，不含硫酸钡，则原发热包中含有碳酸钠，不含硫酸钠，②中加入过量氯化钡溶液，④中取②反应后的上层清液放入试管中，先加入足量稀硝酸，再滴入适量AgNO3溶液，有白色沉淀生成，说明②反应后的上层清液中含有氯离子，但不能证明原发热包中含有氯化钠，因为加入氯化钡，引入了氯离子；⑤中取适量滤渣B放入试管中，加入足量的稀盐酸，固体部分溶解，溶液呈浅绿色，有气泡产生，说明原发热包中含有铁和不能与盐酸反应的活性炭，即发热包中除含有生石灰外，一定还含有的物质是铁、碳酸钠和活性炭，故填铁、碳酸钠和活性炭。
{反思与交流}（2）原发热包中含有生石灰、铁粉、碳酸钠和活性炭，取样品置于足量水中，生石灰与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，②取适量滤液A放入试管中，加入过量氯化钡溶液，氯化钡与过量的碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氯化钠，所以步骤②反应后的上层清液中含有的离子有过量氯化钡溶液中的钡离子、氯离子以及生成的氯化钠中的钠离子和前面反应生成的氢氧化钠中的氢氧根离子，共四种离子，故填四。
（3）步骤④中生成白色沉淀的反应包括过量氯化钡与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钡，反应的化学方程式为：，还有生成的氯化钠与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，反应的化学方程式为：；
（4）发热包中的铁粉能够与空气中的氧气、水反应生成氧化铁，生石灰能够与空气中的水反应生成氢氧化钙，所以发热包中的物质使用前必须密封保存，故填密封。
5．（2022·怀化）网红产品自嗨锅和自热米饭深受年轻人喜欢。自嗨锅内有一个发热包，加水后即可加热食物，持续时间长达2小时。怀化某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣，在学校化学实验室对其成分进行探究。
【查阅资料】
a、发热包内的粉末主要由生石灰、铁粉、铝粉、碳粉、氯化钠等组成；
b、铝是一种两性金属，与强酸、强碱溶液反应都能生成H2；
c、AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。
（1）【实验探究】为确认发热包中各种成分的存在，兴趣小组的同学们设计了实验方案并进行操作。
步骤 实验操作 实验现象 实验结论
一 取部分粉末，将磁铁靠近 发现有黑色物质被磁铁吸引 成分中有
二 将磁铁充分吸附后的剩余粉末分成两份，其中一份加水溶解，过滤，取滤液测pH pH试纸变蓝紫色 pH 7成分中有生石灰
三 取少量滤液于试管中，先加入过量稀硝酸，再加入少量 溶液 生成白色沉淀 成分中有
四 将另一份粉末放入烧杯，加入适量NaOH溶液 成分中有铝粉
五 将步骤二中过滤得到的滤渣放入硬质玻璃管中 ，将产生的气体通入澄清石灰水 石灰水变浑浊 成分中有碳粉
（2）【实验反思】生石灰与水反应放出的热量是发热包主要的热量来源，该反应的化学方程式为 ；自嗨锅注入冷水后可以升温至150℃以上，而蒸汽的温度可达到200℃，反应过程中还会产生大量的气体，操作不当很有可能引发爆炸。用完后的发热包按 （填“厨余垃圾”、“可回收垃圾”或“其它垃圾”）分类处理。
【答案】（1）铁粉；大于；硝酸银；氯化钠；生成气体；加热
（2）；其它垃圾
【解析】（1）实验探究：
铁能被磁铁吸引，取部分粉末，将磁铁靠近，发现有黑色物质被磁铁吸引，说明成分中含有铁粉；
pH>7显碱性，pH=7显中性，pH<7显酸性；剩余粉末分成两份，其中一份加水溶解，过滤，取滤液测pH，pH试纸变蓝紫色，说明溶液pH>7，溶液显碱性，含有生石灰，生石灰和水反应生成氢氧化钙；
已知，AgCl是既不溶于水又不溶于酸的白色沉淀。实验现象为生成白色沉淀，则操作为取少量滤液于试管中，先加入过量稀硝酸，再加入少量硝酸银溶液，生成白色沉淀，说明成分中含有氯化钠，氯化钠和硝酸银生成白色氯化银沉淀；
已知，铝是一种两性金属，与强酸、强碱溶液反应都能生成H2；实验结论含有铝粉，则将另一份粉末放入烧杯，加入适量NaOH溶液，观察到生成大量气体，说明存在铝粉；
碳和空气中氧气反应生成使澄清石灰水变浑浊的气体二氧化碳；则将步骤二中过滤得到的滤渣放入硬质玻璃管中加热，将产生的气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明成分中含有碳粉；
（2）实验反思：
氧化钙和水反应生成氢氧化钙，；用完后的发热包中含有多种化学成分，应该按其它垃圾分类处理。
6．（2022·鞍山）化学实验室有一包白色粉末，可能由碳酸钡、氯化钾、硫酸钠、氯化钡、硫酸铜中的一种或几种组成，化学兴趣小组的同学对其成分进行了如下探究。
【提出问题】
该粉末的成分是什么？
（1）【实验探究】
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取适量粉末于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，过滤 产生白色沉淀和无色溶液 原粉末中一定不含有
步骤2：取少量步骤1的白色沉淀于试管中，加入过量的 沉淀部分溶解，并产生气泡 白色沉淀是 ；原粉末中一定含有
（2）【实验分析】
①步骤1中生成白色沉淀反应的化学方程式为 。
②步骤2中沉淀部分溶解反应的化学方程式为 。
（3）【反思评价】
小亮认为上述实验还不能确定氯化钾是否存在，因此继续进行了如下实验：取少量步骤1所得溶液于试管中，向其中滴加硝酸银溶液，观察到有白色沉淀生成。由此得出结论：原白色粉末中一定含有氯化钾。小明认为小亮的实验不能确定氯化钾的存在，理由是 。
【答案】（1）硫酸铜或CuSO4；稀盐酸；碳酸钡和硫酸钡；碳酸钡、硫酸钠和氯化钡
（2）BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl；BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑
（3）氯化钡溶液也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，干扰氯化钾的检验
【解析】[实验探究]
步骤1：取适量粉末于烧杯中，加入足量的水，充分搅拌，过滤产生白色沉淀和无色溶液，说明原粉末中一定不含有硫酸铜，因为硫酸铜溶液是蓝色溶液；白色沉淀可能是硫酸钡和碳酸钡中的一种或两种。
步骤2：取少量步骤1的白色沉淀于试管中，加入过量的稀盐酸，沉淀部分溶解，并产生气泡，说明白色沉淀是含有碳酸钡和硫酸钡，因为碳酸钡能与盐酸反应生成二氧化碳气体，硫酸钡不能溶于酸；则原粉末中一定含有碳酸钡、硫酸钠和氯化钡。
故填：硫酸铜；稀盐酸；碳酸钡和硫酸钡；碳酸钡、硫酸钠和氯化钡。
[实验分析]
①步骤1中硫酸钠和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，反应的化学方程式为：BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl。
故填：BaCl2+Na2SO4═BaSO4↓+2NaCl。
②步骤2中，碳酸钡和稀盐酸反应生成氯化钡、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑。
故填：BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑。
[反思评价]
氯化钡中也含有氯元素，氯化钡也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，故不能确定溶液中是否含有氯化钾。
故填：氯化钡溶液也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀，干扰氯化钾的检验。
7．（2022·大连）化学小组同学在超市看到一款自热暖足贴，商品标签显示成分有：铁粉、水、活性炭、蛭石、氯化钠。他们利用所学知识开展“自制暖足贴”项目研究，部分过程如下。
【查阅资料】蛭石是一种耐高温的超级保温材料，难溶于水，不与硫酸铜溶液反应。
（1）任务一：自制暖足贴，并将其发热情况与市售暖足贴比较。
【进行实验】分别取2勺铁粉和活性炭，加入无纺布袋中（与市售暖足贴所用无纺布相同），滴加少量氯化钠溶液，混合均匀制得暖足贴。在相同环境下，利用温度传感器测定自制与市售暖足贴温度随时间的变化，形成图像，如图所示。
通过图像可知自制暖足贴有两点不足，分别是 、 。
（2）小组同学猜想两种暖足贴发热情况存在差异的原因，除了受暖足贴中各成分的质量及其配比影响外，还可能与 的特性有关。
（3）任务二：估测市售暖足贴中各成分的质量。
【方案设计】利用市售暖足贴中的全部粉末，设计如下方案。
①设计步骤Ⅰ、Ⅱ的目的是 。固体B的成分是 。
②根据上述方案，确定蛭石质量需要的称量数据最少的一组是 。
（4）【反思交流】小组同学发现只有打开密封包装，暖足贴才会发热，由此推测暖足贴发热还需要 参加反应，故密封包装还起到了控制反应发生的作用。
【答案】（1）温度过高；持续时间短 （2）保温材料
（3）分离出粉末中氯化钠；铜粉、活性炭、蛭石的混合物；固体B、碳酸钙、蛭石和氧化铜混合物的质量 （4）氧气
【解析】任务一：
[进行实验]
（1）通过图像曲线分析可知，自制暖足贴中铁粉氧化过快导致温度过高，容易烫伤。持续时间短，不利于使用；
（2）根据加入物质分析，“自制暖足贴”中未加入蛭石，蛭石是一种耐高温的超级保温材料，所以推测除了受暖足贴中各成分的质量及其配比影响外，还可能与保温材料的特性有关；
任务二：
[方案设计]
（1）步骤Ⅰ过滤、Ⅱ蒸发结晶的目的是分离出粉末中氯化钠；粉末加水过滤后，得固体A为铁粉、活性炭、蛭石的混合物，再加入足量硫酸铜溶液，铁粉与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，蛭石难溶于水，不与硫酸铜溶液反应，过滤后得固体B为铜粉、活性炭、蛭石的混合物；
（2）称量碳酸钙质量，通过二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水的方程式，可求出二氧化碳质量，再通过碳与氧气点燃后生成二氧化碳的方程式，可求出碳质量；称量固体B（为铜粉、活性炭、蛭石的混合物）质量，由固体B减去碳质量求出铜粉、蛭石的混合物的质量；称量蛭石和氧化铜混合物的质量，减去铜粉、蛭石的混合物的质量可求出与铜反应的氧气的质量，通过铜和氧气在加热条件下生成氧化铜的方程式，求出铜的质量，最后用固体B的质量减去碳的质量，再减去铜的质量可求出蛭石质量。所以确定蛭石质量需要的称量数据最少的一组是固体B、碳酸钙、蛭石和氧化铜混合物的质量；
[反思交流]只有打开密封包装，暖足贴才会发热，由此推测暖足贴发热还需要氧气参加反应，故密封包装还起到了控制反应发生的作用。
8．（2022·海拉尔）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？
（1）[查阅资料]
①碱石灰干燥剂是CaO和NaOH的混合物。
②BaCl2溶液显中性。
[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。
（2）[进行实验]
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滤渣完全溶解，溶液变为黄色 ② 结论：滤渣B中有Fe2O3、CaCO3.实验操作中Fe2O3与稀盐酸反应的化学方程式 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
（3）[解释与结论]乙组同学实验中加入过量BaCl2溶液的目的是
【答案】（1）CaCO3
（2）澄清石灰水变浑浊；Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；Na2CO3、NaOH
（3）使碳酸钠反应完全，排出对氢氧化钠检验的干扰
【解析】[猜想与假设]
铁粉在空气中会生锈生成氧化铁，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙和空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙和水，故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]
因实验结论是滤渣B中有Fe2O3、CaCO3，故加入盐酸会和碳酸钙反应生成二氧化碳气体，故观察到实验现象为澄清石灰水变浑浊；
Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水，化学反应方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；
加入过量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，说明氯化钡和碳酸钠反应生成碳酸钡白色沉淀，过量氯化钡把碳酸钠反应完全，向上层清液中滴加无色酚酞试液，由无色变成红色，说明溶液仍然为碱性，故滤液C中有碳酸钠和氢氧化钠；
[解释与结论]
因为碳酸钠溶液显碱性，故入过量BaCl2溶液的目的是使碳酸钠反应完全，排出对氢氧化钠检验的干扰。
9．（2022·百色）在校园“消防日”活动中，老师带领学生使用干粉灭火器进行模拟灭火演练。化学兴趣小组收集灭火后残留的白色固体，探究其成分。(不考虑杂质的影响)
【查阅资料】
①干粉灭火器的主要成分为NaHCO3。
②NaHCO3受热分解生成Na2CO3、二氧化碳和水；Na2CO3受热不分解。
③NaHCO3溶液呈碱性，且不与BaCl2溶液发生反应。
（1）【提出猜想】
猜想一：固体成分为NaHCO3；
猜想二：固体成分为 ；
猜想三：固体成分为NaHCO3和Na2CO3。
（2）【进行实验】
实验步骤 实验现象 实验结论
小东同学取少量白色固体于试管中，加水溶解，再滴入无色酚酞溶液 无色酚酞溶液变红 猜想一成立
【提出质疑】小玫认为小东得出的结论不准确，理由是 。
（3）【实验探究】兴趣小组的同学继续进行实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
① 。 澄清石灰水变浑浊 固体中含有 NaHCO3
②另取少量白色固体于试管中，加水使之完全溶解，再滴加BaCl2溶液。 发生反应的化学方程式为 ； 固体中含有Na2CO3
【实验结论】猜想三正确。
（4）【拓展延伸】上述实验步骤② (填“能”或“不能”)用 Ba(NO3)2溶液代替BaCl2溶液，理由是： 。
【答案】（1）碳酸钠或Na2CO3
（2）Na2CO3溶液呈碱性，也能使无色酚酞变红
（3）取少量固体放入试管并加热，把生成的气体通入澄清的石灰水；产生白色沉淀；
（4）能；Ba(NO3)2也能跟Na2CO3反应生成白色沉淀
【解析】（1）提出猜想：碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，故该固体可能是碳酸钠，也可能是碳酸氢钠，也可能是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物，故猜想二：固体成分为：Na2CO3；
（2）提出质疑：碳酸钠溶液也显碱性，也能使无色酚酞试液变红，故小东的结论不正确；
（3）实验探究：①实验结论为固体中含有碳酸氢钠，现象为澄清石灰水变浑浊，碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，故实验步骤为：取少量固体放入试管并加热，把生成的气体通入澄清的石灰水；
②另取少量白色固体于试管中，加水使之完全溶解，再滴加BaCl2溶液，氯化钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和氯化钠，产生白色沉淀，说明含碳酸钠，该反应的化学方程式为：；
（4）拓展延伸：硝酸钡能与碳酸钠反应生成碳酸钡和硝酸钠，产生白色沉淀，也能得出固体中含碳酸钠，故能用硝酸钡代替氯化钡溶液。
