Question

2．牙膏是生活必需品，某興趣小組同學(xué)對(duì)某品牌市售牙膏（如右圖）展開如下探究，請(qǐng)回答問題：
【資料卡片】：
a．SiO₂不溶于水、且不與酸反應(yīng)，高溫不分解；
b．牙膏中保濕劑、增稠劑、香精等均為有機(jī)物．高溫很容易揮發(fā)
（1）取一小段牙膏，加入蒸餾水，充分?jǐn)嚢韬箪o置，測得其上層清液的pH為8.3，則此牙膏顯堿性，實(shí)驗(yàn)室能否用pH試紙測得該數(shù)值，請(qǐng)你作出判斷并說明理由不能，因?yàn)槔�用pH試紙測定的酸堿度是整數(shù)；
（2）小岳同學(xué)發(fā)現(xiàn)，此品牌牙膏在冬季會(huì)出現(xiàn)顆粒變大的現(xiàn)象．資料顯示是牙膏中的K₁₂（一種鈉鹽）析出，則K₁₂的溶解度和溫度的關(guān)系是溶解度隨著溫度升高而增大；
（3）為測定此牙膏中SiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行了3次實(shí)驗(yàn)：
【實(shí)驗(yàn)步驟】：
①準(zhǔn)確稱取2.0g牙膏膏體，烘干水分，高溫加熱，至質(zhì)量不再減輕為止，在干燥器中冷卻至室溫；
②轉(zhuǎn)移剩余物至燒杯中，加入稀HCl，至無氣體放出
③過濾、洗滌、稱量得到剩余固體質(zhì)量（如表）；
④根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算．

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	1	2	3
實(shí)驗(yàn)前（g）	2.00	2.00	2.00
實(shí)驗(yàn)后（g）	0.43	0.44	0.45

【數(shù)據(jù)處理】：
（4）此測定做3次實(shí)驗(yàn)的目的是取平均值，使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確；
（5）綜合上述實(shí)驗(yàn)方案及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算此牙膏中SiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．22%；
【實(shí)驗(yàn)分析】：
（6）按上述實(shí)驗(yàn)步驟操作，發(fā)現(xiàn)測定結(jié)果偏大，導(dǎo)致偏大的原因可能是剩余固體質(zhì)量沒有減去發(fā)泡劑的質(zhì)量；
（7）高溫加熱的目的除為了除去CaCO₃及NaHCO₃以外，還為了除去保濕劑、增稠劑、香精等有機(jī)物；
（8）步驟②中，加稀HCl發(fā)生的反應(yīng)有CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（9）步驟③中，洗滌的目的是除去二氧化硅上的附著物；若不洗滌，則測定結(jié)果將偏大．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（10）為保證洗滌效果，最好用A洗滌．
A．蒸餾水       B．自來水       C．飽和NaCl溶液       D．飽和CaCl₂溶液．

Answer 1

分析 （1）pH大于7的溶液顯堿性；
利用pH試紙測定的溶液酸堿度是整數(shù)值；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷物質(zhì)的溶解度與溫度的關(guān)系；
（4）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取平均值，能使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確；
（5）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以計(jì)算二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）如果不除去發(fā)泡劑的質(zhì)量，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大；
（7）有機(jī)物在高溫條件下容易分解；
（8）稀鹽酸和氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水，和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳；
（9）如果不除去二氧化硅水的附著物，會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏大；
（10）為保證洗滌效果，應(yīng)該用蒸餾水洗滌二氧化硅．

解答 解：（1）測得其上層清液的pH為8.3，則此牙膏顯堿性；
實(shí)驗(yàn)室不能用pH試紙測得該數(shù)值，這是因?yàn)槔�用pH試紙測定的酸堿度是整數(shù)．
故填：堿；不能，因?yàn)槔�用pH試紙測定的酸堿度是整數(shù)．
（2）小岳同學(xué)發(fā)現(xiàn)，此品牌牙膏在冬季會(huì)出現(xiàn)顆粒變大的現(xiàn)象，是牙膏中的K₁₂（一種鈉鹽）析出，則K₁₂的溶解度和溫度的關(guān)系是溶解度隨著溫度升高而增大．
故填：溶解度隨著溫度升高而增大．
（4）此測定做3次實(shí)驗(yàn)的目的是取平均值，使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確．
故填：取平均值，使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確．
（5）二氧化硅質(zhì)量的平均值是0.44g，此牙膏中SiO₂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{0.44g}{2.00g}$×100%=22%．
故填：22%．
（6）按上述實(shí)驗(yàn)步驟操作，發(fā)現(xiàn)測定結(jié)果偏大，導(dǎo)致偏大的原因可能是剩余固體質(zhì)量沒有減去發(fā)泡劑的質(zhì)量．故填：剩余固體質(zhì)量沒有減去發(fā)泡劑的質(zhì)量．
（7）高溫加熱的目的除為了除去CaCO₃及NaHCO₃以外，還為了除去保濕劑、增稠劑、香精等有機(jī)物．
故填：保濕劑、增稠劑、香精等有機(jī)物．
（8）步驟②中，稀鹽酸和氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣和水，和碳酸鈉反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（9）步驟③中，洗滌的目的是除去二氧化硅上的附著物；若不洗滌，則測定結(jié)果將偏大．
故填：除去二氧化硅上的附著物；偏大．
（10）為保證洗滌效果，最好用蒸餾水洗滌．故填：A．
故答案為：
（1）堿，不能，因?yàn)槔�用pH試紙測定的酸堿度是整數(shù)；
（2）溶解度隨著溫度升高而增大；（4）取平均值，使計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確；
（5）22%；（6）剩余固體質(zhì)量沒有減去發(fā)泡劑的質(zhì)量；
（7）保濕劑、增稠劑、香精等有機(jī)物；
（8）CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（9）除去二氧化硅上的附著物； 偏大．（10）A．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．