Question

對(duì)牙膏的探究要用到許多化學(xué)知識(shí)．
（1）下表列出了三種牙膏中的摩擦劑．請?jiān)诒碇刑顚懜鞣N摩擦劑所屬的物質(zhì)類別．
（ 選填“酸”、“堿”、“鹽”或“氧化物”）．

	上海特效牙膏	上海防酸牙膏	美加凈牙膏
摩擦擦劑	氫氧化鋁	碳酸鈣	二氧化硅
摩擦劑的物質(zhì)類別	堿	鹽	氧化物

（2）根據(jù)你的推測，牙膏摩擦劑的溶解性是

難溶

（填“易溶”或“難溶”）
（3）牙膏中的碳酸鈣摩擦劑可以用石灰石來制備．某學(xué)生設(shè)計(jì)了一種制備碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方案，其流程圖為：
石灰石

1高溫

生石灰

2加水

石灰水

3加碳酸鉀溶液

碳酸鈣
請寫出上述方案中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：①

CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑

，②

CaO+H₂O═Ca（OH）₂

，③

Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓

．
（4）請你仍用石灰石為原料（其它試劑自選），設(shè)計(jì)另一種制備碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)方案，請你仿照（3）將實(shí)驗(yàn)方案用流程圖表示出來：

石灰石

高溫

生石灰

加水

石灰水

通入二氧化碳

碳酸鈣

．你設(shè)計(jì)的方案的優(yōu)點(diǎn)是

二氧化碳原料易得

．
（5）檢驗(yàn)牙膏中是否有碳酸鹽的實(shí)驗(yàn)方法是

向牙膏中加入適量的稀鹽酸，如果生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁，則證明牙膏中含有碳酸鹽

．
（6）某學(xué)生為了測定一種以碳酸鈣為摩擦劑的牙膏中的碳酸鈣含量，他稱取這種牙膏膏體20.0g放在燒杯中．再向燒杯中緩緩加入稀鹽酸直至不再有氣體放出（這種牙膏中其它物質(zhì)都不能與鹽酸反應(yīng)生成氣體），用去稀鹽酸40.0g．反應(yīng)完畢后，稱得燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量為55.6g．（所有質(zhì)量數(shù)據(jù)均不含燒杯質(zhì)量）．請你計(jì)算這種牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和所用稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)物質(zhì)的元素組成和物質(zhì)組成特點(diǎn)，判斷物質(zhì)的類別；
（2）摩擦劑是為了摩擦用的，故難溶于水；
（3）根據(jù)反應(yīng)物和生成物可以書寫化學(xué)方程式；
（4）根據(jù)物質(zhì)之間的相互反應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制取物質(zhì)，并與題目所提供的方案進(jìn)行對(duì)比，明確方案的優(yōu)越性：二氧化碳原料易得；
（5）檢驗(yàn)碳酸鹽的方法是：向牙膏中加入適量的稀鹽酸，如果生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁，則證明牙膏中含有碳酸鹽；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出二氧化碳的質(zhì)量，據(jù)此依據(jù)方程式計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量，鹽酸溶質(zhì)的質(zhì)量，進(jìn)而求出牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和所用稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）氫氧化鋁是由鋁離子和氫氧根離子組成的化合物，屬于堿；
碳酸鈣是由金屬離子和酸根離子組成的化合物，屬于鹽；
二氧化硅是只有硅元素和氧元素組成的化合物，屬于氧化物；
故答案為：堿；鹽；氧化物；
（2）牙膏摩擦劑是為了摩擦用的，應(yīng)該難溶于水；
故答案為：難溶．
（3）石灰石的主要成分碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳；生石灰和水反應(yīng)生成氫氧化鈣；氫氧化鈣和碳酸鉀反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鉀；
故答案為：
CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑；
  CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
Ca（OH）₂+K₂CO₃═2KOH+CaCO₃↓；
（4）若仍用石灰石為原料，可先將石灰石高溫分解，生成的氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，再將氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，反應(yīng)流程圖是：
石灰石

高溫

生石灰

加水

  石灰水

通入二氧化碳

碳酸鈣；該方案與題中設(shè)計(jì)的方案相比，二氧化碳更易得到；
故答案為：
石灰石

高溫

生石灰

加水

  石灰水

通入二氧化碳

碳酸鈣；
二氧化碳原料易得；
（5）碳酸鹽能和稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，常用此性質(zhì)來檢驗(yàn)?zāi)澄镔|(zhì)中是否含有碳酸鹽；
故答案為：向牙膏中加入適量的稀鹽酸，如果生成的氣體能使澄清的石灰水變渾濁，則證明牙膏中含有碳酸鹽；
（6）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知：反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量是20.0g+40.0g-55.6g=4.4g
設(shè)20.0g牙膏中含CaCO₃的質(zhì)量是x，反應(yīng)中耗去HCl的質(zhì)量是y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂ +CO₂↑+H₂O
100    73           44 
x      y            4.4g
 

100

x

=

44

4.4g

       

73

y

=

44

4.4g

     x=10.0g          y=7.3g
∴牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

10.0g

20.0g

×100%=50%；
稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

7.3g

40.0g

×100%=18.25%
答：這種牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和所用稀鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是50%、18.25%．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道較為綜合的實(shí)驗(yàn)探究題，既考查了物質(zhì)的類別、實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，又考查了依據(jù)方程式的計(jì)算等知識(shí)，很好的考查了學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力．