Question

牙有的成分有活性物質(zhì)、摩擦劑、保持牙有濕潤的甘油等物質(zhì)．牙宵中的摩擦劑一般由CaCO₃，、Al（OH）₃，SiO₂中的一種或兒種物質(zhì)組成．為探究某品牌牙有中摩擦劑的成分，化學(xué)興趣小組同學(xué)做了以下實(shí)驗(yàn)：取適愛牙宵樣品，加水充分?jǐn)嚢�、靜置、過濾．在濾渣中加入足量鹽酸后，發(fā)現(xiàn)仍有少鋱不溶物．為進(jìn)一步探究牙有中燴擦劑成分，同學(xué)們進(jìn)行了以下探究：
【提出假設(shè)】根據(jù)題目信息同學(xué)們提出了如下假設(shè)：
假設(shè)1：牙斉鷹擦劑的成分為SiO₂和CaCO₃
假設(shè)2：牙宵摩擦劑的成分為SiO₂和Al（OH）₃
假設(shè) 3：

 

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)．請(qǐng)寫出實(shí)驗(yàn)步驤以及預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論．（可不填滿也可補(bǔ)充）．可選的試劑：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄淸石灰水

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢�、過濾
步驟2：
步驟3：
…

【交流提髙】
辦組同學(xué)了解到一些品牌牙裔中的摩擦劑使用了納米級(jí)碳酸鈣．查閱資料知工業(yè)上常將電石渣進(jìn)行處理，得到Ca（OH）₂懸濁液，畀不斷通入CO₂，即可制得納米級(jí)的CaCO₃．通過傳感器測(cè)得反應(yīng)過程中溶液pH與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖．
試回答：①反應(yīng)一段時(shí)間內(nèi)，PH變化很小的原因是

 

；
②臨近反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，溶液的PH急劇下降的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：【提出假設(shè)】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(jìn)行兩種物質(zhì)的組合考慮；根據(jù)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)論猜想1正確，用猜想1的成分與鹽酸反應(yīng)考慮實(shí)驗(yàn)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；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】碳酸鈣可以和鹽酸之間反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，氯化鋁中逐滴加入氫氧化鈉，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象：先生成白色膠狀沉淀，后沉淀逐漸溶解，據(jù)此來檢驗(yàn)即可；
【交流提高】根據(jù)隨著過程的原理：反應(yīng)中Ca（OH）₂逐漸被消耗，而消耗的這部分又被溶解的Ca（OH）₂所補(bǔ)充，臨近反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)氫氧化鈣大部分轉(zhuǎn)化為CaCO₃，溶液中OH^-濃度下降，據(jù)此來回答．

解答： 解：【提出假設(shè)】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)二：摩擦劑的成分為Al（OH）₃和SiO₂，所以還缺少SiO₂和CaCO₃的組合；所以假設(shè)三是SiO₂和CaCO₃，故答案為：SiO₂和CaCO₃；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】成分物質(zhì)中，碳酸鈣可以和鹽酸之間反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，若無氣泡產(chǎn)生，說明無CaCO₃，氫氧化鋁可以和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁，氯化鋁中逐滴加入氫氧化鈉，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象：先生成白色膠狀沉淀，后沉淀逐漸溶解，故答案為：

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
步驟1：
步驟2：取適量沉淀于試管中，滴加過量稀鹽酸	若出現(xiàn)無色氣泡，則說明含有CaCO3，若無氣泡，則說明無CaCO3，而有Al（OH）3．
步驟3：取步驟2的上層清液，滴加氫氧化鈉溶液	若先生成沉淀，后沉淀溶解說明含有Al（OH）3 若無明顯現(xiàn)象，則無Al（OH）3

【交流提高】
①Ca（OH）₂懸濁液中不斷通入CO₂，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中的Ca（OH）₂逐漸被消耗，而消耗的這部分又被溶解的Ca（OH）₂所補(bǔ)充，整個(gè)溶液中的Ca（OH）₂濃度無明顯變化，pH變化很小；
②臨近反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，Ca（OH）₂大部分轉(zhuǎn)化為CaCO₃，溶液中OH^-濃度下降
故答案為：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中的Ca（OH）₂逐漸被消耗，而消耗的這部分又被溶解的Ca（OH）₂所補(bǔ)充，整個(gè)溶液中的Ca（OH）₂濃度無明顯變化，故pH變化很��；臨近反應(yīng)終點(diǎn)時(shí)，Ca（OH）₂大部分轉(zhuǎn)化為CaCO₃，溶液中OH^-濃度下降而CO₂仍在不斷通入，故pH急劇下降．

點(diǎn)評(píng)：本題解答本題關(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(yīng)，并且碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水、二氧化碳，要根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論能反推出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出物質(zhì)組成，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，題目難度較大．