Question

【題目】某食品的包裝袋中放有一小包“防腐劑”，化學興趣小組的同學對“防腐劑”的成分產生了好奇，他們將一包“防腐劑”倒在濾紙上，看到“防腐劑”中有一些灰黑色粉末和一些紅色粉末，為此，展開以下探究活動：

（提出問題）“防腐劑”中灰黑色的粉末和紅色的粉末分別是什么？

（查閱資料）食品腐敗主要是因為食品易被空氣中的氧氣和水蒸氣氧化、潮解而變質，使用“防腐劑”可延長食品的保質期；氧化鐵可與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，其溶液因電解出鐵離子而呈黃色。

（提出猜想）小明：“防腐劑”中灰黑色的粉末是氧化銅，紅色的粉末是銅。

小紅：“防腐劑”中灰黑色的粉末是氧化銅和碳粉，紅色的粉末是銅。

小軍：“防腐劑”中灰黑色的粉末是鐵粉和碳粉，紅色的粉末是氧化鐵。

（討論分析）通過討論，同學們一致認為小軍的猜想是正確的。理由是：_______________________。

（實驗探究）請你參與他們的探究，并將實驗內容補充完整。

實驗步驟及操作	實驗現象	實驗結論
用磁鐵接近濾紙上的“防腐劑”，并充分吸引。	磁鐵上吸引 了部分黑色物質	___________________
② 取①中剩余的粉末于試管中，加入足量的_________，觀察現象。	_________________________________	小軍猜想成立，寫出化學 方程式： _________________________

（拓展探究）為了進一步探究“防腐劑”的性質，興趣小組的同學另取一包“防腐劑”粉末裝入硬質玻璃管中，進行了如圖所示的實驗。

(1)該實驗表現出CO具有的化學性質是___________________________。其實際操作中用量比理論值大的原因是____________________________________________。

(2)實驗結束后，通過稱量反應前后硬質玻璃管中固體物質的質量，他們發現反應后紅色固體物質變成黑色而且的質量減小，質量減小的原因______________________。

Answer 1

【答案】猜想中只有鐵在常溫下能同時與水和氧氣發生反應 黑色物質中有鐵粉 稀鹽酸； 紅色粉末消失，溶液由無色變黃色，試管底部有黑色粉末； Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 還原性和可燃性； 反應前后都要通入一氧化碳導致用量大于理論值 氧化鐵中氧元素被奪走。

【解析】

(1)使用防腐劑的目的就是利用防腐劑與食品包裝內的氧氣與水反應，為袋內的食品提供一個干燥無氧的環境，從而延長食品的保質期。三位同學的猜想所涉及的物質中只有鐵在常溫下能同時與水和氧氣發生反應，故填猜想中只有鐵在常溫下能同時與水和氧氣發生反應。（2）常見物質中只有鐵才能被磁鐵吸引，故填黑色物質中有鐵粉。（3）實驗①驗證了鐵的存在并除去了鐵，結論是小軍的正確，剩余固體中肯定有氧化鐵，驗證氧化鐵的存在可利用氧化鐵與稀鹽酸反應使溶液變黃色說明氧化鐵的存在，故填稀鹽酸。（4）氧化鐵與鹽酸反應生成的氯化鐵溶于水后溶液呈黃色，碳粉不與鹽酸反應且不溶于水，故填紅色粉末消失，溶液由無色變黃色，試管底部有黑色粉末。（5）實驗②中氧化鐵與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，故化學方程式寫為Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O。（6）CO與防腐劑中的氧化鐵反應時，奪取氧化鐵中的氧元素將氧化鐵還原為鐵，表現CO的還原性，尾氣中的CO用酒精燈點燃后燃燒處理表現CO的可燃性，故填還原性和可燃性。（7）反應前需要提前通入CO排凈管內空氣防爆炸，試驗后繼續通入CO防氧化，因此CO的實際用量大于理論值，故填反應前后都要通入一氧化碳導致用量大于理論值。（8）反應中CO奪取了氧化鐵中的氧元素被氧化成CO2，使玻璃管內固體的質量減少，故填氧化鐵中氧元素被奪走。