月餅包裝袋內(nèi)常有一包食品脫氧劑。某化學(xué)興趣小組想要探究食品脫氧劑的成分,剪開新鮮月餅包裝袋,經(jīng)精細(xì)分揀后發(fā)現(xiàn)脫氧劑大部分為黑色固體,還有少量白色粉末。
【提出問題】黑色粉末的成分是什么?
【猜想與假設(shè)】小組同學(xué)議論紛紛:
猜想1:可能有鐵粉;
猜想2:可能有炭粉;
猜想3:可能有銅粉。
(1)小組同學(xué)根據(jù)觀察到的現(xiàn)象一致認(rèn)為猜想3不成立,其理由是
銅是紅色固體
銅是紅色固體
。
【探究1】
(2)小組同學(xué)根據(jù)另兩種猜想設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)完成下表:
實(shí)驗(yàn)步驟 |
實(shí)驗(yàn)原理 |
操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(假設(shè)每步操作均完全) |
實(shí)驗(yàn)結(jié)論 |
步驟1 |
物理方法 |
取脫氧劑粉末,用磁鐵吸引,黑色粉末被磁鐵吸引 取脫氧劑粉末,用磁鐵吸引,黑色粉末被磁鐵吸引 。 |
猜想1成立 |
步驟2 |
化學(xué)方法 |
取步驟1剩余黑色粉末樣品充分灼燒,產(chǎn)生氣體通入澄清石灰水,觀察到澄清石灰水 變渾濁 變渾濁 。 |
猜想2成立 |
【反思與評(píng)價(jià)】
(3)該同學(xué)取少量黑色粉末,加入稀鹽酸,觀察到
有氣泡產(chǎn)生,溶液由無色變成淺綠色
有氣泡產(chǎn)生,溶液由無色變成淺綠色
,其反應(yīng)方程式為:
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
,該現(xiàn)象能進(jìn)一步確認(rèn)有鐵粉存在,與步驟1所得結(jié)論一致。
(4)步驟2中涉及的一個(gè)反應(yīng)化學(xué)方程式為
C+O
2CO
2或CO
2+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+H
2O
C+O
2CO
2或CO
2+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+H
2O
。
(5)經(jīng)查閱資料,對(duì)照實(shí)驗(yàn)結(jié)論,大家認(rèn)識(shí)到了脫氧劑的脫氧原理是利用了鐵與
水
水
和
氧氣
氧氣
發(fā)生生銹反應(yīng)的性質(zhì)從而延長食品的保質(zhì)期。
【探究2】
同學(xué)們經(jīng)查閱資料,明確了脫氧劑中的白色粉末是硅藻土。硅藻土是一種填充劑,不溶于水,其作用在于吸附水分,為脫氧反應(yīng)提供水分,同時(shí)疏松配料,使氧氣易于接觸鐵粉。
(6)硅藻土疏松多孔,具有吸附性,與實(shí)驗(yàn)室常見的
活性炭
活性炭
(填物質(zhì)名稱)相似。
(7)如圖是每克脫氧劑中硅藻土用量與脫氧時(shí)間的關(guān)系圖,可知:硅藻土的最佳用量比例是
35
35
%。(用量比=
×100%)
(8)硅藻土含量通??刂圃谧罴延昧勘?,高于或低于最佳量時(shí),脫氧速度均會(huì)減慢。請(qǐng)分析硅藻土用量過少時(shí)脫氧速度減慢的原因:
硅藻土量不足時(shí),吸收水分不足,反應(yīng)不充分
硅藻土量不足時(shí),吸收水分不足,反應(yīng)不充分
。
【答案】銅是紅色固體;取脫氧劑粉末,用磁鐵吸引,黑色粉末被磁鐵吸引;變渾濁;有氣泡產(chǎn)生,溶液由無色變成淺綠色;Fe+2HCl=FeCl
2+H
2↑;C+O
2CO
2或CO
2+Ca(OH)
2=CaCO
3↓+H
2O;水;氧氣;活性炭;35;硅藻土量不足時(shí),吸收水分不足,反應(yīng)不充分