Question

牙膏中的摩擦劑約占牙膏成分的50%，主要用于增強牙膏的摩擦作用和去污效果，牙膏摩擦劑一般由CaCO₃、Al（OH）₃或SiO₂組成．某化學興趣小組對幾種品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行以下探究：
（1）根據(jù)上述信息，推測摩擦劑應(yīng)具備的性質(zhì)有

 

（填序號）
①易溶于水 ②難溶于水  ③堅硬  ④柔軟  ⑤顆粒較大  ⑥顆粒較小
（2）已知A品牌牙膏中的摩擦劑是Al（OH）₃，取適量牙膏樣品，加水成分攪拌、過濾．
①往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾，Al（OH）₃與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是

 

．
②往①所得濾液中先通入過量CO₂，再加入過量稀鹽酸，觀察到的現(xiàn)象是

 

．
（3）已知B品牌牙膏中的可能含有一種或兩種物質(zhì)，將此牙膏中的摩擦劑溶于鹽酸時，發(fā)現(xiàn)有不溶性物質(zhì)，
①對B品牌牙膏摩擦劑的成分提出合理假設(shè)：
假設(shè)1：牙膏摩擦劑的成分為SiO₂
假設(shè)2：牙膏摩擦劑的成分為SiO₂和CaCO₃
假設(shè)3：牙膏摩擦劑的成分為

 

．
②設(shè)計方案對B品牌牙膏摩擦劑的成分進行實驗，驗證假設(shè)．請寫出實驗步驟以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論（可不填滿）．
限選試劑：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取適量牙膏樣品，加水成分攪拌、過濾，得濾液A和沉淀B．	/
步驟2：
步驟3：

（4）已知C品牌牙膏中的摩擦劑為CaCO₃，通過下列實驗確定CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)．取20.0g牙膏樣品溶于水后過濾，將所得沉淀溶解于100mL1mol/L的鹽酸中，然后從所得的溶液中取20.00mL放入錐形瓶中，用1mol/L NaOH溶液進行滴定，測得消耗的NaOH溶液體積為5.00mL，則20.0g牙膏樣品消耗的鹽酸為

 

mol，C品牌牙膏中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

．

Answer 1

分析：（1）牙膏中的摩擦劑約占牙膏成分的50%，主要用于增強牙膏的摩擦作用和去污效果，牙膏摩擦劑一般由CaCO₃、Al（OH）₃或SiO₂組成，摩擦劑應(yīng)具備的性質(zhì)是難溶于水，硬度大，顆粒小等性質(zhì)；
（2）①Al（OH）₃是兩性氫氧化物和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水；
②偏鋁酸鈉溶液中通入過量鹽酸顯生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁沉淀會溶解在鹽酸中；
（3）①牙膏摩擦劑的主要成分有CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂，根據(jù)由上邊物質(zhì)中的兩種組成，進行兩種物質(zhì)的組合考慮；
②依據(jù)碳酸鈣和氫氧化鋁的性質(zhì)分析設(shè)計實驗，證明含有碳酸鈣和氫氧化鋁的實驗方案和反應(yīng)現(xiàn)象分析判斷；
（4）依據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)后剩余的鹽酸被氫氧化鈉溶液滴定測定剩余鹽酸溶質(zhì)物質(zhì)的量，注意溶液體積變化，依據(jù)化學方程式計算碳酸鈣物質(zhì)的量得到質(zhì)量計算碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)；

解答：解：（1）牙膏中的摩擦劑約占牙膏成分的50%，主要用于增強牙膏的摩擦作用和去污效果，牙膏摩擦劑一般由CaCO₃、Al（OH）₃或SiO₂組成，摩擦劑應(yīng)具備的性質(zhì)是難溶于水，硬度大，顆粒小等性質(zhì)，實驗選擇②③⑥；
故答案為：②③⑥；
（2）①Al（OH）₃是兩性氫氧化物和NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和水，反應(yīng)的離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
故答案為：Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
②偏鋁酸鈉溶液中通入過量鹽酸，先生成氫氧化鋁沉淀，然后氫氧化鋁沉淀會溶解在鹽酸中，反應(yīng)的離子方程式為：AlO₂^-+H⁺+H₂O=Al（OH）₃↓，Al（OH）₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O；
故答案為：通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體生成、沉淀溶解；
（3）①牙膏摩擦劑的主要成分有CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂，根據(jù)由上邊物質(zhì)中的兩種組成，假設(shè)1：摩擦劑的成分為SiO₂；假設(shè)2：摩擦劑的成分為SiO₂和CaCO₃；所以還缺少SiO₂和Al（OH）₃；的組合；所以假設(shè)3是SiO₂和Al（OH）₃；
故答案為：二氧化硅和氫氧化鋁；
②設(shè)計方案對B品牌牙膏摩擦劑的成分進行實驗，驗證假設(shè)，取適量牙膏樣品，加水成分攪拌、過濾，得濾液A和沉淀B，取適量沉淀B于試管中，滴加過量稀鹽酸，出現(xiàn)無色氣泡，說明含有碳酸鈣；取步驟2的上層清液，滴加氫氧化鈉溶液，溶液先生成沉淀，后沉淀溶解說明含有氫氧化鋁；
故答案為：

實驗步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：
步驟2：取適量沉淀B于試管中，滴加過量稀鹽酸．	出現(xiàn)無色氣泡，說明含有碳酸鈣
步驟3：取步驟2的上層清液，滴加氫氧化鈉溶液	溶液先生成沉淀，后沉淀溶解說明含有氫氧化鋁．

（4）取20.0g牙膏樣品溶于水后過濾，將所得沉淀溶解于100mL1mol/L的鹽酸中，然后從所得的溶液中取20.00mL放入錐形瓶中，用1mol/L NaOH溶液進行滴定，測得消耗的NaOH溶液體積為5.00mL，20.00ml溶液被氫氧化鈉溶液滴定反應(yīng)計算得到與碳酸鈣反應(yīng)的氯化氫物質(zhì)的量=20.00×10^-3L×1mol/L-5.00ml×10^-3L×1mol/L=0.020mol-0.005mol=0.015mol，100ml溶液中含有與碳酸鈣反應(yīng)的氯化氫物質(zhì)的量為0.075mol，則20.0g牙膏樣品消耗的鹽酸為0.075mol；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O，反應(yīng)的碳酸鈣物質(zhì)的量=0.0375mol，碳酸鈣質(zhì)量分數(shù)=

0.0375mol×100g/mol

20.0g

×100%=18.75%；
故答案為：0.075，18.75%；

點評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)和組成的實驗分析判斷，分析理解實驗設(shè)計工程的依據(jù)和過程是解題關(guān)鍵，掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．