23. 秦思发现某品牌自热食品发热包的主要成分是氧化钙、铝粉、碳酸钠和少量氢氧化钠等,对其发热原理产生兴趣。于是,他与小组同学合作,进行下列实验活动。
【假设与实验】
(1)根据加热包遇到一定量的冷水后放出大量热的事实,结合所学知识,秦思假设该发热包的热量来源于氧化钙与水的反应,利用实验室中的氧化钙进行实验A,观察到
___________,放出大量热。秦思认为自己的假设正确。
【质疑与假设】根据加热包遇规定量的冷水后能稳定供热15~20分钟,而氧化钙遇水的放热过程却剧烈且短暂的事实,石建质疑秦思的实验结论,提出新的假设:发热包中的其他成分也能发生化学变化产生能量,实现稳定、持续放热。
【实验与结论】
(2)根据“勿在封闭空间使用”和“远离明火”的操作提示,小组同学通过网络搜索,获取到铝与氢氧化钠溶液能发生反应的信息,进行实验B,将
___________置于试管口,发出爆鸣声。据此,确定发热包中的铝粉、氢氧化钠遇水能发生化学反应并能稳定、持续放热,请补充并配平B中反应的化学方程式
________。
(偏铝酸钠)+_______。
【证据与解释】发热包中的碳酸钠有什么作用?联系A、B两个实验,裘臻认为
能与实验A的生成物反应转化为NaOH,持续发生B中的反应进而持久产热。为了证明加入规定量的冷水后,加热包内的碳酸钠与实验A的生成物发生了化学反应,小组同学进行实验C,确定了反应后发热包的固体中有较多的氢氧化钙。小组同学继续实验并记录如下:
(3)完成下列表格
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
取少量反应后的液体于试管b中,加入___________。 | 无明显现象 | 溶液中无___________(填离子符号),碳酸钠与实验A的生成物发生了化学反应。 |
【分析与交流】
(4)根据发生的化学反应及过程中溶液pH随时间变化的趋势图D,小组同学又讨论并确定了对使用后的发热包及产生废液的处理方法,对该废液的处理方法是
___________。
【总结与评价】
(5)经历上述过程,可以总结出在利用化学反应为生活提供便利时需考虑的因素有
___________(写一条)。老师对同学们多角度分析、解决真实性问题,在应用中形成对化学变化的系统认识的能力与品格给予了高度评价!