Question

現在許多食品都采用密封包裝，但包裝袋中的空氣、水蒸氣仍會使食品氧化、受潮變質，因此一些食品包裝袋中需放入一些脫氧劑，以使食品保質期更長一些．甲、乙、丙三同學為了探究“脫氧劑”的成分，從某食品廠的月餅包裝袋中取出“脫氧劑”一袋，打開封口，將其倒在濾紙上，仔細觀察，脫氧劑為灰黑色粉末，還有少量的紅色粉末．
提出問題：該脫氧劑中的黑色、紅色粉末各是什么？
猜想：甲同學認為：灰黑色粉末可能是氧化銅、紅色粉末可能是銅．
乙同學認為：灰黑色粉末可能是鐵粉，也可能還有少量的活性炭粉；紅色物質是氧化鐵．
丙同學認為：灰黑色物質可能是氧化銅、活性炭粉，紅色粉末可能是銅．
（1）你認為______同學的猜想正確，其理由是：______．
（2）設計一個實驗方案來驗證該同學的猜想是正確的．請填寫以下實驗報告：

實驗步驟	預期的實驗現象	結論
①
②

（3）寫出有關反應的化學方程式______．

Answer 1

【答案】分析：（1）銅粉在常溫下不能與氧氣發生反應，銅轉化為氧化銅需要在加熱條件下才能實現；而鐵粉在潮濕的空氣中生銹而變成紅色的氧化鐵，常溫下可以發生反應；活性炭能吸附有毒有味的氣體但不能吸附氧氣，氧化鐵亦不能與氧氣發生反應；據此，可對三個同學的猜想進行評價；
（2）利用猜想中所涉及物質的性質與變化規律，設計實驗驗證三位同學的猜想，并驗證實驗的實驗報告．
（3）根據實驗方案中的反應，依據質量守恒定律書寫相關的化學方程式．
解答：解：（1）甲同學的猜想所認為的兩種物質在常溫下不能實現轉化，所以，不適合用于食品的“脫氧劑”，猜想不合理；乙同學既考慮到鐵與氧化鐵兩物質的顏色，又結合的兩物質鐵常溫下可生銹變成氧化鐵的轉化關系，猜想合理；丙同學猜想中的活性炭不能吸附氧氣、氧化鐵也不能與氧氣發生反應，猜想不合理；
故答案為：（1）乙，因為鐵是化學性質較活潑的金屬，尤其是鐵粉顆粒小，常溫下更易與空氣中的氧氣、水蒸氣反應而生銹．
（2）根據兩種物質鐵和氧化鐵的性質，可取少量粉末用磁鐵吸引，黑色粉末全部被吸起，說明黑色粉末為鐵粉；把剩余的紅色粉末放入稀硫酸中，紅色粉末全部溶解，溶液變紅黃色，可進一步用氫氧化鈉驗證，氫氧化鐵是紅褐色沉淀，可證明紅色粉末為氧化鐵；
故答案為：

實驗步驟	預期的實驗現象	結論
①用磁鐵充分接觸濾紙上的脫氧劑粉末	絕大部分黑色粉末被吸引	脫氧劑的成分是鐵粉
②將紅色物質放入小試管中，加入足量稀硫酸觀察現象．繼續滴加足量的NaOH溶液．	紅色物質溶解，溶液呈黃色，產生紅褐色沉淀	紅色物質是Fe23

（3）有關反應的化學方程式：Fe₂₃+3H₂SO₄=Fe₂（SO₄）₃十3H₂O
Fe₂（SO₄）₃+6NaOH═2Fe（OH）₃↓+3Na₂SO₄．
點評：對猜想進行評價時，要結合物質所處的實際環境及在該環境下猜想中所涉及的反應能否發生，這樣所做的猜想才是合理的．