某化学兴趣小组的同学对食品保鲜袋进行了如下研究。
【研究课题】食品保鲜袋的元素组成。
【查阅资料】碱石灰是由NaOH和CaO组成的吸湿剂;无水硫酸铜可作吸水剂,且吸水后由白色变为蓝色。
【提出猜想】保鲜袋可能由“碳、氢、氧”中的两种或三种元素组成。
【实验设计】小组同学设计了如下实验装置,利用燃烧法测定保鲜袋的元素组成。
【实验步骤】
(1)按上图图示连接好仪器。
(2)检查装置的气密性。
(3)按图示装好药品和1.4g剪碎的保鲜袋样品,除D、E、F外将仪器按原图组装。
(4)向A中缓慢注水一段时间后,将已称重的D、E两干燥管和未称重的F干燥管接到C的尾端。
(5)点燃C处的酒精灯,直至保鲜袋子碎片完全燃烧。
(6)熄灭酒精灯并继续向A中注水一段时间。
(7)分别对D、E进行第2次称重。
【实验分析】
(1)B处的浓硫酸的作用是 。F处干燥管的作用是 。
(2)在点燃酒精灯前,要向A中缓慢注水一段时间是为了 。
(3)熄灭酒精灯后继续向A中注水一段时间是为了 。
【实验结论】第1次对D、E称重质量分别为(此处缺少数据);第2次对D、E称重质量分别为(此处缺少数据),则该食品保鲜袋的元素组成为 (本小题无法解答)。
实验室常用的干燥剂“碱石灰”是CaO和NaOH固体的混合物。同学们为确认一瓶久置的“碱石灰”样品的成分,进行如下实验探究。
查阅资料:1.Ca(OH)2、Na2CO3溶于水无明显的温度变化。
2.CaCl2+Na2CO3=2NaCl+CaCO3↓。
3.CaCl2溶液呈中性。
(1)滤渣B中一定含有 ,产生该物质的化学方程式可能是 (写出一个即可)。
(2)滤液C成分的探究。
【猜想】滤液C中的溶质可能为①NaOH;②Na2CO3;③NaOH和Na2CO3;④ 。
【设计方案并进行实验】甲、乙、丙同学分别设计如下方案并进行探究:
甲同学:取滤液C少许放入试管中,滴加足量的稀盐酸,产生大量无色气体,则滤液C中的溶质是Na2CO3。
乙同学:取滤液C少许放入试管中,滴加足量的无色酚酞,液体变成红色,则滤液C中的溶质一定含有NaOH。
丙同学:取滤液C少许放入试管中,滴加Ca(OH)2溶液,有白色沉淀产生。向上层清液中滴加无色酚酞,无色酚酞变成红色,则滤液C中的溶质是NaOH和Na2CO3。
【反思与评价】
丁同学认真分析上述三位同学的实验,认为他们的结论均有不足之处,并且做出了正确的判断。他认为滤液C中的溶质一定含有 ,可能含有NaOH。为进一步确认猜想③正确,请你帮助他设计实验进行验证。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
猜想③正确 |
(3)实验过程中,同学们还发现向样品中加入足量水溶解时放出大量的热。综合对滤液和滤渣成分的探究,下列对样品成分的分析正确的是 (填序号)。
① 样品中一定含NaOH
② 样品中一定含Na2CO3
③ 样品中含NaOH、CaO中的一种或两种
主要成分 | NH4Cl |
保存方法 | 干燥阴凉处存放 |
含氮量 | ≥25% |
(1)NH4Cl和K2SO4都是可作化学肥料的物质。虽然它们没有共同的组成元素,但在物质(化合物)的分类中它们同属于类(填“酸”、“碱”、“盐”、“氧化物”)。
(2)化学肥料通常所说的“含氮量”中的“氮”是指(填序号)。
A.氮分子 B.氮原子 C.氮离子 D.氮元素
(3)请根据上述氮肥的保存方法,推测NH4Cl的性质之一。
A | 食品保鲜的办法 | B | 灭火实例与原理 |
填充氮气﹣﹣防止变质 放入生石灰﹣﹣防止受潮 放入细铁粉﹣﹣防止受潮和变质 | 油锅着火时用锅盖盖灭﹣﹣隔绝空气 住宅失火时用水灭火﹣﹣降低着火点 扑灭森林火灾时设置隔离带﹣﹣隔离可燃物 | ||
C | 日常物质的区别 | D | 化学中常见的“三” |
硬水和软水﹣﹣加肥皂水并搅拌 羊毛和化纤﹣﹣点燃后闻气味 氯化铵和磷矿粉﹣﹣观察颜色 | 三种可燃性气体﹣﹣H2、CO、CH4 三种可加热仪器﹣﹣试管、烧杯、蒸发皿 构成物质的三种粒子﹣﹣分子、原子、离子 |
提出问题:充入食品包装袋中的是什么气体?
①提出问题:这里面的气体是什么?
②猜想:甲同学猜想是氮气,乙同学猜想是二氧化碳.
③设计实验:请你设计实验证明乙同学的猜想.
④反思:①甲、乙两同学讨论后认为袋内充入气体的主要作用是.②袋内充入的气体必须具备的性质是.
⑴食品保鲜剂是利用它的有效成分能吸收空气中氧气或水蒸气来防止食品腐败的。
⑵此袋保鲜剂的有效成分是以下四种物质中的一种:
①生石灰 ②氢氧化钠固体 ③铁粉 ④浓硫酸
实验步骤 | 实验现象 | 结论与解释 | |
步骤1:取少量样品于试管中,加入适量的水振荡 | 形成白色浑浊液体,用手触摸试管外壁感到发热 | 结论1.该样品中一定含有的物质。 | |
步骤2:过滤步骤1中所得浑浊液体,将滤渣和滤液分别放入两支试管中 | 向盛有滤渣的试管中加入足量的稀盐酸 | 白色固体消失,有气泡产生 | 结论2.该样品中还一定含有的物质是。 |
取样,加水充分搅拌、静置后,滴入无色酚酞。 | 酚酞变红 | 结论3.样品中有氢氧化钙存在。 |
(提出问题)久置固体的成分是什么?
(查阅资料)铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁。
(作出猜想)久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
取少量固体放于试管中,滴加足量的稀盐酸。 | 固体逐渐消失,有无色气体产生,得到浅绿色溶液。 | 固体中一定含有,一定不含Fe2O3 . |
北北同学认为南南同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论,理由是,并设计如图2实验方案继续验证。
北北同学对滤渣B又进行探究。
实验操作 |
实验现象 |
实验结论 |
①取滤渣B于试管中,加入适量稀盐酸 ②生成的气体通入澄清石灰水 |
①固体消失, ②澄清石灰水变浑浊。 |
固体中一定含有CaCO3和Fe2O3 . |
(实验结论)综合上述实验及所给数据,该久置固体中一定含有的物质是Fe、Fe2O3、CaO、CaCO3。
(查阅资料)
②生石灰:白色块状固体,吸水后生成熟石灰。
③浓硫酸:无色粘稠液体,有吸水性,在化学实验中常用它作干燥剂,但日常生活中却很少用它作除湿剂。其原因是(写出一条即可)。
(实验一)探究浓硫酸对氧气的干燥情况。用10%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取的氧气,通过浓硫酸两次干燥,将湿度传感器放入收集氧气的密封保鲜袋内,连接数据采集器和电脑。实验装置如图1,约采集5 min,得到变化曲线如图2。
图1中发生的化学方程式为。分析图2曲线,袋内湿度明显降低,说明。随着时间变化,浓硫酸的吸水速率逐渐减小的原因是。
分析图4曲线,未加硅胶的实验器内相对湿度增大的原因是(从微观角度解释)。加硅胶的实验器内,说明硅胶除湿剂的确可以除湿。
(实验三)探究不同成分的除湿剂的除湿效果。实验方法和实验装置与实验二相同,分别称取硅胶、蒙脱石、氯化钙除湿剂各20.0 g,放入3个相同的生化密闭实验器中,连接数据采集器和电脑。约采集 20 min,得到变化曲线如图 5。
分析图5曲线,这三种除湿剂中单位时间内吸附水速率的快慢和除湿效果的强弱顺序都是。再通过图2、图5的曲线对比,发现的干燥效果都低于其他除湿剂,这是生活中很少用它作除湿剂的另一个原因。
同学们查阅资料还发现:还原铁粉(灰色或黑色粉末,又称“双吸剂”),也能够吸收空气中的水分和氧气,常用于食品保鲜。检验使用一段时间后的“双吸剂”是否仍然有效的化学方法及现象是:。已知某袋装食品的脱氧剂由活性炭、铁粉和食盐,按质量比为 2:2:1混合而成。求5.0 g未经使用的该脱氧剂最多能够吸收氧气g (保留两位小数)。
【提出问题】久置固体的成分是什么?
【查阅资料】Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,氯化铁溶液呈黄色。
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca(OH)2和CaCO3。
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 |
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固体全部溶解,,溶液由无色变为黄色。 ②澄清的石灰水变浑浊 | 滤渣B中含有和CaCO3 |
乙组同学对滤液C的成分进行探究,记录如下:取少量滤液C于试管中,通入适量的CO2 , 产生白色沉淀,说明滤液中一定含有Ca(OH)2。此过程发生反应的化学方程式为。
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。