Question

小明見媽媽買了些取暖袋，他很好奇，打開了一袋，發(fā)現(xiàn)里面是黑色的粉末。那么，取暖袋里是什么物質(zhì)在發(fā)生反應(yīng)、釋放熱量呢？

【查找資料】
①取暖袋由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成。原料層中的黑色粉末的主要成分是鐵粉、活性炭、蛭石、可溶性無機鹽、吸水性樹脂（含水）。
②蛭石是當(dāng)今世界首屈一指的保溫材料，起保溫作用；吸水性樹脂可反復(fù)釋水、吸水，起吸水、保水的作用；二者均不參加反應(yīng)。
③使用時應(yīng)注意：不使用產(chǎn)品時請勿拆開密封包裝。
【提出猜想】
①可溶性無機鹽可能是氯化鈉、硫酸鈉、碳酸鈉中一種或幾種。
②取暖袋發(fā)熱時，可能是鐵粉、氧氣、無機鹽、水、活性炭幾種物質(zhì)間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。
【實驗準(zhǔn)備】
用NaCl溶液、Na₂SO₄溶液、Na₂CO₃溶液進行如下實驗，為確定無機鹽的成分提供參考。

	NaCl溶液	Na2SO4溶液	Na2CO3溶液
加入稀鹽酸	無明顯變化	無明顯變化	現(xiàn)象Ⅰ
加入BaCl2溶液	無明顯變化	產(chǎn)生白色沉淀	產(chǎn)生白色沉淀
加入AgNO3溶液	產(chǎn)生白色沉淀	溶液略呈渾濁	產(chǎn)生淡黃色沉淀

（1）現(xiàn)象I是       。
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液混合發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，則白色沉淀的化學(xué)式為       。
【實驗過程】
分別取沒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實驗，探究無機鹽
的成分及參加反應(yīng)的物質(zhì)。

序號	加入試劑及操作	沒有使用的暖袋	失效后的暖袋
Ｉ	加入足量水觀察	無色溶液，大量固體在燒杯底部	無色溶液，大量固體在燒杯底部
Ⅱ	�。芍猩蠈忧逡海�向其中滴加鹽酸	無變化	無變化
Ⅲ	�。芍猩蠈忧逡�，向其中滴加BaCl2溶液	無變化	無變化
Ⅳ	�。芍猩蠈忧逡�，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鹽酸	大量氣泡，溶液呈淺綠色	無氣泡，溶液呈黃色溶液

 
（3）實驗V中，觀察到產(chǎn)生大量氣泡和淺綠色溶液的反應(yīng)的化學(xué)方程式是       。
（4）通過上述實驗，可以得出以下結(jié)論：
①取暖袋中無機鹽的成分是       。
②取暖袋發(fā)熱時，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是       。
（5）利用右圖裝置，設(shè)計實驗方案探究氧氣是否參加了反應(yīng)：       ，則氧氣參加了反應(yīng)。

【反思與評價】
（6）小明根據(jù)IV中的現(xiàn)象判定無機鹽未參加反應(yīng)。他的結(jié)論是否合理，說明理由：       。

Answer 1

（1）產(chǎn)生無色氣泡   （2）BaSO₄   （3）Fe + 2HCl ="==" FeCl₂ + H₂↑
（4）① NaCl   ② Fe
（5）將未使用取暖袋中的黑色粉末加入廣口瓶中，塞緊塞子，待冷卻后打開止水夾（1分），若觀察到試管中水到吸入導(dǎo)管中（1分）（其他合理答案可得分，共2分）
（6）不合理，若無機鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象（其他合理答案可得分）

試題分析：（1）根據(jù)表格可知，反應(yīng)物是碳酸鈉和稀鹽酸，二者能反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，故現(xiàn)象I是有無色氣泡產(chǎn)生。
（2）BaCl₂溶液與Na₂SO₄溶液反應(yīng)，生成白色BaSO₄沉淀和氯化鈉。
（3）根據(jù)題意，“實驗V中，向黑色粉末中加入足量鹽酸，觀察到有大量氣泡產(chǎn)生和淺綠色溶液生成”，結(jié)合所學(xué)知識可知，“淺綠色溶液”應(yīng)為氯化亞鐵溶液，則黑色粉末中應(yīng)含鐵，故反應(yīng)的化學(xué)方程式是Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑。
（4）①根據(jù)題意分析，“�。芍猩蠈忧逡�，向其中滴加鹽酸,無變化”，說明其中一定不含碳酸鈉；“取Ｉ中上層清液，向其中滴加BaCl₂溶液,無變化” ，說明其中一定不含硫酸鈉；“�。芍猩蠈忧逡�，向其中滴加AgNO₃溶液，有白色沉淀生成”，說明其中一定含有氯化鈉（NaCl）。
②根據(jù)上面的分析可知，原料層中的黑色粉末中含有鐵，而鐵在與水和空氣中的氧氣的作用下反應(yīng)，并放出大量的熱，故取暖袋發(fā)熱時，原料層中一定參加反應(yīng)的物質(zhì)是Fe。
（5）根據(jù)圖示，結(jié)合所學(xué)“測定空氣中氧氣的含量”的實驗原理可知，可將未使用的取暖袋中的黑色粉末加入廣口瓶中，讓其反應(yīng)，若反應(yīng)中有空氣中的氧氣參加，則待反應(yīng)結(jié)束并冷卻后，裝置內(nèi)的壓強會減小，則打開止水夾時，可觀察到試管中有水倒吸入導(dǎo)管中，即可說明有氧氣參加了反應(yīng)。
（6）根據(jù)IV中的現(xiàn)象，不能判定無機鹽未參加反應(yīng)，因為若無機鹽參與反應(yīng)但有剩余，也可觀察到IV中現(xiàn)象，錯誤。
點評：對于驗證型實驗探究，要熟記物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律，根據(jù)給出的實驗設(shè)計方案，進行實驗、分析和探究，并通過觀察、記錄和分析的實驗現(xiàn)象，來驗證該物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律等。