12.化學興趣小組欲探究自己使用的某品牌牙膏的主要成分.
【查閱資料】
(1)牙膏的成分有活性物質(zhì)、摩擦劑、保持牙膏濕潤的甘油等物質(zhì).
(2)常用的牙膏摩擦劑的主要成分有CaCO3、Al(OH)3、SiO2
(3)牙膏除了碳酸鈣以外,其他物質(zhì)均不與稀鹽酸反應產(chǎn)生氣體.
(4)SiO2不溶于水,也不與鹽酸反應.Al(OH)3和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉(NaAlO2)和水,該反應的化學方程式為Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O.偏鋁酸鈉和適量稀鹽酸反應生成氫氧化鋁,氫氧化鋁和稀鹽酸可以發(fā)生中和反應.
物質(zhì)Al(OH)3NaAlO2AlCl3
溶解性不溶
(5)相關(guān)物質(zhì)的溶解性表:
該品牌牙膏含有上述摩擦劑中的兩種成分,為探究摩擦劑的組成,化學興趣小組取適量該牙膏加水充分攪拌、靜置、過濾、洗滌、干燥,得到該牙膏中的摩擦劑.
【提出猜想】猜想1:摩擦劑的成分為Al(OH)3和CaCO3
猜想2:摩擦劑的成分為SiO2和CaCO3
猜想3:摩擦劑的成分為SiO2和Al(OH)3
設計實驗】
實驗步驟預期實驗現(xiàn)象預期實驗結(jié)論
組裝下圖裝置進行實驗.取少量摩擦劑于錐形瓶中,加入適量的稀鹽酸.
固體全部溶解,有氣泡,石灰水變混濁則猜想1成立
錐形瓶中發(fā)生的化學反應方程式為Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
摩擦劑部分溶解
石灰水無明顯變化
則猜想3成立
【實驗結(jié)論】經(jīng)過實驗驗證,猜想1成立.
【實驗反思】同學們?yōu)檫M一步確認摩擦劑中含有氫氧化鋁,先在少量牙膏樣品中加入過量的氫氧化鈉溶液,靜置一段時間,取上層清液,再滴加稀鹽酸至過量.整個實驗過程中觀察到的現(xiàn)象為牙膏樣品中部分固體溶解,向上層清夜中滴加稀鹽酸時開始無現(xiàn)象,之后有固體產(chǎn)生,最后固體溶解,依據(jù)該現(xiàn)象可以判斷摩擦劑中一定含有氫氧化鋁.

分析 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;根據(jù)預期實驗結(jié)論猜想1正確,用猜想1的成分與鹽酸反應考慮實驗現(xiàn)象;根據(jù)若摩擦劑部分溶解,不產(chǎn)生氣泡,說明不存在碳酸鈣考慮哪一猜想正確;(1)根據(jù)方程式的寫法考慮;(2)根據(jù)硫酸與碳酸鈣反應的生成物考慮.

解答 解: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,猜想1:摩擦劑的成分為Al(OH)3和CaCO3;猜想3:摩擦劑的成分為SiO2和Al(OH)3;所以還缺少SiO2和CaCO3的組合;所以猜想2是SiO2和CaCO3
預期實驗結(jié)論猜想1正確,即牙膏摩擦劑的成分是Al(OH)3和CaCO3,加入鹽酸后,氫氧化鋁與鹽酸反應,生成氯化鋁和水;碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳,所以現(xiàn)象是全部溶解,并產(chǎn)生氣泡;
若摩擦劑部分溶解,不產(chǎn)生氣泡,說明其中不能含有碳酸鈣,因為碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳,所以猜想3成立;
氫氧化鋁與鹽酸反應的反應物是氫氧化鋁與鹽酸,生成物是氯化鋁和水,用觀察法配平;
【實驗反思】同學們?yōu)檫M一步確認摩擦劑中含有氫氧化鋁,先在少量牙膏樣品中加入過量的氫氧化鈉溶液,靜置一段時間,取上層清液,再滴加稀鹽酸至過量.整個實驗過程中觀察到的現(xiàn)象為牙膏樣品中部分固體溶解,向上層清夜中滴加稀鹽酸時開始無現(xiàn)象,之后有固體產(chǎn)生,最后固體溶解,依據(jù)該現(xiàn)象可以判斷摩擦劑中一定含有氫氧化鋁.
答案:
【查閱資料】(4)Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O
提出猜想】猜想2:SiO2和CaCO3
設計實驗】

實驗步驟預期實驗現(xiàn)象預期實驗結(jié)論
稀鹽酸Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
【實驗反思】牙膏樣品中部分固體溶解,向上層清夜中滴加稀鹽酸時開始無現(xiàn)象,之后有固體產(chǎn)生,最后固體溶解.

點評 解答本題關(guān)鍵是要知道氫氧化鋁與碳酸鈣都不溶于水,但能與鹽酸反應,并且碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳,要根據(jù)實驗結(jié)論能反推出實驗現(xiàn)象,根據(jù)實驗現(xiàn)象推出物質(zhì)組成,得出實驗結(jié)論.

練習冊系列答案
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CuO+H2SO4═CuSO4+H2O,銅不參加反應)
第一次第二次第三次第四次第五次
加入稀硫酸的質(zhì)量(g)2020202020
充分反應后剩余固體的質(zhì)量(g)86422
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4.用嘴吹滅蠟燭火焰,應用的滅火原理是( 。
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