“自熱火鍋”中的發(fā)熱包遇水后可迅速升溫至100℃以上,保溫時間達2~3小時。興趣小組對發(fā)熱包的發(fā)熱原理及成分進行如下探究。
【查閱資料】
①“發(fā)熱包”主要由生石灰、鐵粉、鎂粉、鋁粉、活性炭、氯化鈉組成。
②鋁粉與強酸、強堿溶液都能迅速反應(yīng)生成氫氣,同時放出大量熱。
Ⅰ.探究發(fā)熱包的發(fā)熱原理
【實驗探究1】
(1)按圖1所示進行實驗,加水后,觀察到錐形瓶內(nèi)溫度迅速升高,燒杯中
有氣泡產(chǎn)生
有氣泡產(chǎn)生
(填實驗現(xiàn)象);瓶內(nèi)溫度很快下降。
【實驗分析1】
生石灰與水反應(yīng)方程式為 CaO+H2O=Ca(OH)2
CaO+H2O=Ca(OH)2
。除了該反應(yīng)放熱外,還有其他放熱反應(yīng)存在,如鐵粉的銹蝕。
【實驗探究2】
為研究鐵銹蝕放熱的影響因素,用圖2所示裝置同時進行四組實驗,測得實驗開始后600s內(nèi)瓶中溫度均呈上升趨勢。實驗所用試劑X的組成及部分數(shù)據(jù)如表:
實驗序號 |
試劑X的組成 |
溫度℃ |
活性炭粉/g |
食鹽/g |
① |
6 |
3 |
35.1℃ |
② |
6 |
0 |
27.9℃ |
③ |
0 |
3 |
23.3℃ |
④ |
0 |
0 |
21.1℃ |
【實驗分析2】
(2)能證明活性炭粉可加快鐵生銹的實驗組合有
①③或②④
①③或②④
(填實驗序號)。
(3)有同學(xué)認為實驗②、③證明活性炭比食鹽對鐵粉生銹速率的影響大,請分析該判斷是否正確
否
否
(填“是”或“否”)。
Ⅱ.探究發(fā)熱包的成分
【實驗探究2】
興趣小組通過如下實驗研究發(fā)熱包的成分:
步驟1:取少量發(fā)熱包中固體于試管中,加水振蕩,靜置,滴入幾滴酚酞溶液,溶液變?yōu)榧t色。
步驟2:另取少量固體混合物于試管中,逐漸加入稀鹽酸至不再產(chǎn)生氣泡為止,反應(yīng)停止后有黑色固體剩余,溶液呈淺綠色。
步驟3:取步驟2所得上層清液少許于另一試管,滴加硝酸銀溶液,有白色沉淀生成,繼續(xù)滴加稀硝酸,沉淀不溶解。
【實驗分析3】
(4)“步驟2”中最終溶液變?yōu)闇\綠色是因為
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(用化學(xué)方程式表示)。
(5)根據(jù)以上實驗,可確定發(fā)熱包中一定含有的物質(zhì)有
氧化鈣、鐵粉、活性炭
氧化鈣、鐵粉、活性炭
。
【實驗探究4】
(6)若另行設(shè)計實驗證明該固體混合物中含有鋁粉。需選擇的試劑是
B
B
(填序號)。
A.稀鹽酸
B.NaOH溶液
C.AgNO
3 溶液
【實際運用】
(7)使用圖3所示自熱米飯時,在外盒禁用熱水,若不小心加 入熱水,會使得自熱米飯盒發(fā)生炸裂,請你從微觀的角度分析飯盒炸裂的原因:
熱水使得分子運動加快,分子之間間隔增大,導(dǎo)致壓強過大
熱水使得分子運動加快,分子之間間隔增大,導(dǎo)致壓強過大
。