Question

牙膏中的摩擦劑一般由CaCO₃、Al（OH）₃或SiO₂組成．某小組對幾種牙膏中摩擦劑成分及其含量進行探究：
（1）根據(jù)上述信息，推測摩擦劑應(yīng)具備的性質(zhì)有

 

A．易溶于水      B．難溶于水       C．顆粒較大        D．顆粒較小
（2）已知A牌牙膏的摩擦劑是Al（OH）₃，取少量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾：
①往濾渣中加入過量NaOH溶液，Al（OH）₃與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式

 

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

 

．
（3）已知B牌牙膏中摩擦劑可能含有一或兩種物質(zhì)，將此牙膏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：只有SiO₂        假設(shè)2：可能有SiO₂ 和CaCO₃
假設(shè)3：可能有

 

．
②請設(shè)計方案對B品牌牙膏摩擦劑的成分進行驗證．填寫下表．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牌牙膏中的摩擦劑為CaCO₃，為測定CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)，取20.0g牙膏樣品溶于水后過濾，將所得沉淀溶于100mL 1mol/L的鹽酸（假設(shè)所得溶液體積不變），從所得的溶液中取20.00mL，用1mol/L NaOH溶液進行滴定，消耗NaOH溶液5.00mL，則C品牌牙膏中CaCO₃的質(zhì)量分數(shù)為

 

（保留四位有效數(shù)字）．．

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量,難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：實驗探究和數(shù)據(jù)處理題

分析：（1）牙膏中的摩擦劑一般由CaCO₃、Al（OH）₃或SiO₂組成，根據(jù)這幾種物質(zhì)的特點分析；
（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根據(jù)二氧化碳與偏鋁酸鈉生成氫氧化鋁沉淀，氫氧化鋁與鹽酸溶解及碳酸氫跟與鹽酸放出氣體分析；
（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(xué)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）牙膏中的摩擦劑一般由CaCO₃、Al（OH）₃或SiO₂組成，根據(jù)這幾種物質(zhì)的特點都難溶于水，推測用于刷牙的固體顆粒不會太大，故選：BD；
（2）①Al（OH）₃難溶于水，書寫離子方程式時不能拆開，所以Al（OH）₃與NaOH溶液反應(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往①所得濾液先通入過量CO₂，二氧化碳與偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，所以會看到有白色沉淀生成；再加入過量稀鹽酸，稀鹽酸和氫氧化鋁發(fā)生中和反應(yīng)，沉淀消失，同時溶液中的碳酸氫根離子與氫離子反應(yīng)生成二氧化碳氣體，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此牙膏的摩擦劑溶于鹽酸時，發(fā)現(xiàn)有不溶性物質(zhì)．說明一定含二氧化硅，3種物質(zhì)中選擇一種或2種其中必有二氧化硅的可能有3種，所以假設(shè)3應(yīng)是可能有SiO₂和Al（OH）₃，故答案為：可能有SiO₂和Al（OH）₃；
②步驟1后得沉淀B，取適量B于試管中，加入稀鹽酸，若固體不溶解，則為假設(shè)1；若固體部分溶解且有氣體產(chǎn)生則為假設(shè)2；若固體部分溶解且無氣體產(chǎn)生則為假設(shè)3．
或者取適量B于試管中，加入稀鹽酸，有氣體產(chǎn)生，證明有碳酸鈣；取以上反應(yīng)的清液，加入氫氧化鈉溶液，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	先生成沉淀，后沉淀溶解，說明含有氫氧化鋁

（4）由消耗氫氧化鈉的體積可計算100mL的溶液中剩余H⁺的物質(zhì)的量是5×10^-3L×1mol/L×5=0.025mol，則用于和碳酸鈣反應(yīng)的H⁺的物質(zhì)的量是0.1L×1mol/L-0.025mol=0.075mol，由2H⁺～CaCO₃得碳酸鈣的物質(zhì)的量是0.0375mol，所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量是3.75g，則碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是

3.75g

20.0g

×100%=18.75%，
故答案為：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．