Question

【题目】市售的“自热米饭”带有一个发热包，遇水后可迅速升温至150℃，保温时间达3小时，能将生米做成熟饭。梧州市某中学化学兴趣小组对发热包非常感兴趣，进行了以下探究。

（查阅资料）

（1）发热包主要由生石灰、铁粉、镁粉、铝粉、炭粉、氯化钠中的若干种组成。

（2）氢氧化镁和氢氧化铝均为不溶于水的白色固体，但后者可溶于NaOH溶液。

（成分探究）取出某品牌的发热包内灰黑色的固体粉末，分成两份。

（1）小吴用磁铁靠近其中一份粉末，发现有黑色物质被磁铁吸引，证明粉末中含有______。用磁铁将该物质全部吸出后，剩余粉末为样品A。

（2）小周将另一份粉末加水溶解、过滤后，取部分滤液滴入酚酞试液，滤液变______色，证明原粉末中含生石灰；再向滤液中加入______，看到白色沉淀生成，证明原粉末中含有氯化钠。

（3）除上述物质外，还可能存在镁粉、铝粉、炭粉，对此大家提出了以下几种猜想：

猜想一：只存在上述三种中的一种；

猜想二：上述三种同时存在；

猜想三：存在铝粉和炭粉；

猜想四：存在镁粉和铝粉；

猜想五：______。

（实验验证）小施用样品A进行实验，流程如下。向滤液B滴加氢氧化钠溶液时，他观察到开始时有白色沉淀生成，后来又全部消失，最后得到的是无色溶液E。

（实验结论）

不溶物D是______。

大家结合实验现象讨论后，认为猜想______正确，理由是______。

（原理探究）

小吴利用如图装置证明发热包放热主要来自于生石灰与水的反应。加水后发现A中温度迅速升高，B中有气泡产生，该气体为______（填名称）。但温度很快下降，说明该反应很快结束，不能长时间保温。

（猜想）大家大胆猜测应该还有其他放热反应存在。

（实验验证）

同学们按资料介绍，用铁粉、炭粉和食盐水在锥形瓶中模拟铁的锈蚀实验，不久后发现锥形瓶外壁微烫，并持续较长时间。该现象很好地解释了发热包的保温机理。

（拓展活动）

在上述铁的锈蚀实验中未观察到红色的铁锈产生。老师告诉同学们，铁锈蚀时首先生成一种碱。请写出该反应的化学方程式______。

Answer 1

【答案】铁粉 红 含有稀硝酸的硝酸银溶液 镁粉和炭粉 炭粉 三 加入足量稀盐酸产生气泡，是因为铝、镁或铝和镁和稀盐酸反应生成了氢气，有不溶物D，说明样品中含有炭粉，加入足量氢氧化钠溶液，开始时有白色沉淀生成，后来又全部消失，说明滤液B中不含有镁离子，即样品中不含有镁，则样品中含有铝粉 空气 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2

【解析】

[成分探究]

（1）小吴用磁铁靠近其中一份粉末，发现有黑色物质被磁铁吸引，证明粉末中含有铁粉。

故填：铁粉。

（2）小周将另一份粉末加水溶解、过滤后，取部分滤液滴入酚酞试液，滤液变红色，证明原粉末中含生石灰，再向滤液中加入含有稀硝酸的硝酸银溶液，看到白色沉淀生成，是因为氯化钠和硝酸银反应生成了白色沉淀氯化银证明原粉末中含有氯化钠。

故填：红；含有稀硝酸的硝酸银溶液。

（3）猜想一：只存在上述三种中的一种；

猜想二：上述三种同时存在；

猜想三：存在铝粉和炭粉；

猜想四：存在镁粉和铝粉；

猜想五：镁粉和炭粉。

故填：镁粉和炭粉。

[实验结论]

不溶物D是炭粉；

结合实验现象讨论后，认为猜想三正确，理由是：加入足量稀盐酸产生气泡，是因为铝、镁或铝和镁和稀盐酸反应生成了氢气，有不溶物D，说明样品中含有炭粉，加入足量氢氧化钠溶液，开始时有白色沉淀生成，后来又全部消失，说明滤液B中不含有镁离子，即样品中不含有镁，则样品中含有铝粉。

故填：炭粉；三；加入足量稀盐酸产生气泡，是因为铝、镁或铝和镁和稀盐酸反应生成了氢气，有不溶物D，说明样品中含有炭粉，加入足量氢氧化钠溶液，开始时有白色沉淀生成，后来又全部消失，说明滤液B中不含有镁离子，即样品中不含有镁，则样品中含有铝粉。

[原理探究]

加水后发现A中温度迅速升高，B中有气泡产生，该气体为膨胀逸出的空气。

故填：空气。

[拓展活动]

在上述铁的锈蚀实验中未观察到红色的铁锈产生，铁锈蚀时首先生成一种碱--氢氧化亚铁，该反应的化学方程式：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。

故填：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。