Question

17．春節期間，小穎陪媽媽去醫院打點滴，發現護士往輸液管上放了一個紙包，經詢問得知它是輸液恒溫貼，可以溫暖輸入人體中的液體．小穎對包里的東西能產生熱量感到很神奇，于是，他向護士要了一只輸液恒溫貼，帶回來進行了如下探究．撕開真空包裝封口，剪開內包裝袋，倒出其中的粉末，發現呈黑色．
【提出問題】黑色粉末可能含有哪些物質呢？
【猜想與假設】該黑色粉末可能含有炭粉、鐵粉、二氧化錳、氧化銅、四氧化三鐵中的一種或幾種．
【初步驗證】將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引．
【查閱資料】四氧化三鐵能被磁鐵吸引．四氧化三鐵與鹽酸反應生成氯化亞鐵、氯化鐵和水．
【初步結論】黑色粉末可能含有Fe₃O₄（或Fe）．
【進行實驗】

實驗 編號	實驗操作	實驗現象
①	取少量黑色粉末于試管中，加足量稀硫酸	固體部分溶解，有氣泡產生，溶液變為淺綠色
②	將實驗①試管中的物質過濾，向濾液中加入足量鐵粉	有氣泡產生，無紅色物質析出
③	取實驗②的濾渣灼燒，將內壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩在上方	澄清石灰水變渾濁

由上述實驗可知，該黑色粉末肯定含有Fe和C，肯定不含CuO；寫出實驗①中產生氣體的化學方程式Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑．
【交流討論】①輸液恒溫貼真空包裝的原因：鐵粉在空氣中會與水和氧氣發生緩慢氧化轉化成鐵銹，并放出熱量．
②輸液恒溫貼中炭粉的作用是加快鐵粉生銹．

Answer 1

分析 【初步結論】根據將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引，分析黑色粉末可能含有的物質；
【進行實驗】根據實驗的操作和現象分析該黑色粉末肯定含有物質，肯定不含的物質；寫出實驗①中產生氣體的化學方程式；
【交流討論】
①根據鐵生銹的條件分析回答；
②根據碳能與鐵形成原電池分析恒溫貼中炭粉的作用．

解答 解：【初步結論】由將磁鐵靠近黑色粉末，部分被吸引，可得出黑色粉末可能含有四氧化三鐵和鐵粉．
【進行實驗】由取少量黑色粉末于試管中，加足量稀硫酸，固體部分溶解，有氣泡產生，溶液變為淺綠色，說明了黑色粉末肯定含有鐵；由將實驗①試管中的物質過濾，向濾液中加入足量鐵粉，有氣泡產生，無紅色物質析出，說明了不含有氧化銅；由取實驗②濾渣灼燒，將內壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩在上方，澄清石灰水變渾濁．說明了黑色粉末中一定含有碳粉．實驗①中產生氣體的化學方程式是：Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑．
【交流討論】①輸液恒溫貼真空包裝的原因：鐵粉在空氣中會與氧氣、水發生緩慢氧化轉化成鐵銹并放出熱量．
②輸液恒溫貼中炭粉的作用是讓鐵和炭粉構成原電池的負極和正極從而加快反應速率．
故答案為：
【初步結論】Fe₃O₄（或Fe）
【進行實驗】Fe和C；CuO；Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑；
【交流討論】①水和氧氣；②加快鐵粉生銹

點評 本題屬于實驗探究題，解答本題的關鍵是熟悉鐵與酸的反應、鐵生銹的條件等知識．