Question

3．某研究性學(xué)習(xí)小組為了研究牙膏中的主要成分，他們選了一種牙膏（一種牙膏只有一種摩擦劑），并查閱資料得出它們的功能，如下所示．

摩擦劑主要成分	功   能
氫氧化鋁、碳酸鈣或二氧化硅	占牙膏成分的50%左右．用于增強(qiáng)牙膏的摩擦作用和去污效果，能有效去除牙齒表面上的污漬、牙斑、食物殘渣等

（1）他們?yōu)榱颂骄垦栏嗟乃釅A性，他們設(shè)計的方案為可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍(lán)色則顯堿性．
（2）為了探究牙膏中摩擦劑成分．他們進(jìn)行以下探究：
【提出假設(shè)】猜想1：摩擦劑是二氧化硅
猜想2：摩擦劑是碳酸鈣
猜想3：摩擦劑是氫氧化鋁
【設(shè)計方案】同學(xué)們針對三種猜想，將牙膏濁液過濾，向濾渣中加入過量的稀鹽酸
請幫助填寫與實驗結(jié)論相對應(yīng)的預(yù)期出現(xiàn)的現(xiàn)象：

實驗中預(yù)期出現(xiàn)的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①濾渣不消失	猜想1成立
②濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生	猜想2成立
③濾渣消失	猜想3成立

【實驗結(jié)論】經(jīng)過實驗探究后得出該牙膏中的摩擦劑主要成分是碳酸鈣．
【拓展延伸】該小組同學(xué)進(jìn)一步探究該摩擦劑中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，設(shè)計了如圖所示裝置來完成實驗：

（1）C裝置應(yīng)當(dāng)選擇Ⅰ、Ⅱ中的Ⅰ（ 填Ⅰ或Ⅱ），你選擇的理由是保證生成的二氧化碳被完全吸收．
（2）興趣小組同學(xué)在老師的提示下，要使結(jié)果更準(zhǔn)確，把A裝置進(jìn)行改裝如圖2，并在反應(yīng)前后通入空氣，請說出改裝后的優(yōu)點使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收．
（3）要想得到碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，除了稱量反應(yīng)前所取牙膏的質(zhì)量外，還必須稱量C處裝置Ⅰ增重的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質(zhì)酸堿性的檢驗方法來分析；
【設(shè)計實驗】根據(jù)酸的性質(zhì)來分析；
【拓展延伸】（1）實驗設(shè)計要將生成的氣體全部吸收；
（2）為了使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收，應(yīng)該通入空氣；
（3）根據(jù)測定牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的方法來分析．

解答 解：（1）根據(jù)酸堿性溶液使紫色石蕊試液的變色情況來分析，可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍(lán)色則顯堿性；故填：可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍(lán)色則顯堿性；
【設(shè)計實驗】①二氧化硅與鹽酸不反應(yīng)，所以將牙膏濁液過濾，向濾渣中加入過量的稀鹽酸，濾渣不消失，則猜想1成立；
②碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳?xì)怏w，向濾渣中加入過量的稀鹽酸，濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生，則猜想2成立；
③氫氧化鋁能與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，向濾渣中加入過量的稀鹽酸，濾渣消失，則猜想3成立．
故答案為：

實驗中預(yù)期出現(xiàn)的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①濾渣不消失	猜想1成立
②濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生	猜想2成立
③濾渣消失	猜想3成立

【拓展延伸】
（1）可通過測定生成的二氧化碳的質(zhì)量來計算碳酸鈣的質(zhì)量，則需要用濃氫氧化鈉溶液將二氧化碳完全吸收，這就需要將導(dǎo)管伸入試管內(nèi)的液體中，故填：Ⅰ；保證生成的二氧化碳被完全吸收；
（2）在反應(yīng)前后通入空氣，其作用是使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收．故填：使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收．
（3）要想得到碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，除了稱量反應(yīng)前所取牙膏的質(zhì)量外，還必須稱量C處裝置Ⅰ增重的質(zhì)量（即生成的二氧化碳的質(zhì)量）．故填：C處裝置Ⅰ增重．
答案：
（1）可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍(lán)色則顯堿性；
（2）
【設(shè)計方案】

實驗中預(yù)期出現(xiàn)的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①濾渣不消失	猜想1成立
②濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生	猜想2成立
③濾渣消失	猜想3成立

【拓展延伸】
（1）Ⅰ；保證生成的二氧化碳被完全吸收；
（2）使反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收；
（3）C處裝置Ⅰ增重．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．