自熱食品,僅需要十幾分鐘,就可以吃上熱騰騰的飯菜。自熱食品內(nèi)有個(gè)發(fā)熱包,加水后即可以加熱食物。下圖為某食品發(fā)熱包的標(biāo)簽,化學(xué)興趣小組為解密發(fā)熱包展開(kāi)學(xué)習(xí)活動(dòng)。
【產(chǎn)品名稱】食品專(zhuān)用發(fā)熱包 【主要成分】氧化鈣、鋁粉、碳酸鈉 【凈含量】50克 【使用方法】撕開(kāi)塑料袋后用加常溫水使用 【貯存方法】存放于陰涼干燥處 【注意事項(xiàng)】使用時(shí)要遠(yuǎn)離明火,嚴(yán)禁在密閉場(chǎng)所 |
資料:鋁粉和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)非常劇烈,溫度瞬間上升并產(chǎn)生大量的氫氣。
【活動(dòng)一】探究發(fā)熱包發(fā)熱原理
分別取粉末5g,加入15mL水,邊用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢柽吤糠昼娮x取數(shù)據(jù)一次。
序號(hào) |
實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 |
1 |
5.0g發(fā)熱包粉末+15mL水 |
2 |
5.0g氧化鈣+15mL水 |
3 |
5.0g鋁粉+15mL水 |
4 |
4.0g氧化鈣+1.0g碳酸鈉+15mL水 |
5 |
4.0g鋁粉+1.0g碳酸鈉+15mL水 |
6 |
2.0g氧化鈣+2.0g鋁粉+1.0g碳酸鈉+15mL水 |
7 |
2.5g鋁粉+2.5g氫氧化鈉+15mL水 |
分析如圖可知,
氧化鈣、鋁粉、碳酸鈉
氧化鈣、鋁粉、碳酸鈉
和水共同作用才能達(dá)到發(fā)熱包的效果,發(fā)熱包主要熱量來(lái)自于鋁粉和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)。
(2)寫(xiě)出發(fā)熱包中氧化鈣和碳酸鈉加水后引發(fā)的反應(yīng)(任寫(xiě)一個(gè)化學(xué)方程式)
CaO+H2O=Ca(OH)2(或Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH)
CaO+H2O=Ca(OH)2(或Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH)
。
(3)發(fā)熱包中不直接使用氫氧化鈉的原因可能是
鋁、氫氧化鈉和水的反應(yīng)很劇烈,存在安全隱患(或氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉可以緩解反應(yīng)速度,避免人受傷:氫氧化鈉容易潮解,而且還有強(qiáng)腐蝕性,不適宜大量用于食品發(fā)熱包等合理即可);
鋁、氫氧化鈉和水的反應(yīng)很劇烈,存在安全隱患(或氧化鈣和碳酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氧化鈉可以緩解反應(yīng)速度,避免人受傷:氫氧化鈉容易潮解,而且還有強(qiáng)腐蝕性,不適宜大量用于食品發(fā)熱包等合理即可);
(任寫(xiě)一條)。
【活動(dòng)一】使用后的發(fā)熱包中結(jié)塊固體是什么?
取結(jié)塊固體樣品,加入過(guò)量稀鹽酸,通過(guò)分析產(chǎn)生氣體成分,可以固體成分。
【猜想與假設(shè)】
猜想1:氣體是H
2,判斷結(jié)塊固體中有鋁粉存在。
猜想2:氣體是CO
2,判斷結(jié)塊固體中有碳酸鹽存在。
猜想3:氣體中含有H
2和CO。
(4)現(xiàn)象:澄清石灰水
變渾濁
變渾濁
,過(guò)一會(huì)兒,氧化銅粉末逐漸
由黑色變成紅色
由黑色變成紅色
。猜想三正確。
【活動(dòng)三】發(fā)熱包使用后的處理方法
(5)使用后的廢液因含有氫氧化鈉、碳酸鈉等而顯
堿性
堿性
(填“酸性”“中性”或“堿性”)。寫(xiě)出合適的處理方法
往廢液中加入適量的稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH顯中性(或在廢液中加幾滴酚酞試液,再往廢液中加入酚酞試液,再加入稀硫酸至廢液變?yōu)闊o(wú)色等合理即可)
往廢液中加入適量的稀硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH顯中性(或在廢液中加幾滴酚酞試液,再往廢液中加入酚酞試液,再加入稀硫酸至廢液變?yōu)闊o(wú)色等合理即可)
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