题目内容
【题目】实验小组以鸡蛋壳(主要成分CaCO3,在水中能溶解出微量的Ca2+,其他成分对实验影响忽略不计)为牙齿的替代物,模拟含氟牙膏保护牙齿的化学原理。
(查阅资料)①含氟牙膏保护牙齿的原因:含氟牙膏中的NaF能与牙齿表面溶解的微量Ca2+反应,生成更难溶于酸的物质。
②常温下,酚酞溶液遇pH<8.2的碱性溶液不变色。
(进行实验)实验小组用2种不同的方法进行实验。
实验一:如图连接仪器,进行实验。
实验组 | 对照组 | |
锥形瓶中的物质 | 0.5g用含氟牙膏处理过的鸡蛋壳 | 0.5g未用含氟牙膏处理过的鸡蛋壳 |
注射器中的物质 | 20mL3.5%的盐酸 | m |
试管中的物质 | 滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液 | 滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液 |
试管中溶液褪色时间(s) | t1 | t2 |
实验二:如图连接仪器,锥形瓶和注射器中的物质均与实验一相同。进行实验,测量压强随时间的变化
如图所示。
(解释与结论)
(1)装入药品前,检查装置a的气密性:用止水夹夹住右侧橡皮管,______,说明装置气密性良好。
(2)实验一中:
①鸡蛋壳中主要成分与盐酸反应的化学方程式为______。
②m处应填写的是______。
(3)实验二能证明含氟牙膏对鸡蛋壳有保护作用,其理由是______。由此推断出实验一中,t1______t2(填“>”、“<”或“=”)。
(反思与评价)
(4)根据本实验模拟的含氟牙膏保护牙齿的化学原理,推测下列摩擦剂一定不能用于制作含氟牙膏的是______(填序号)。
A CaCO3 B SiO2(二氧化硅) C Al(OH)3
【答案】拉动注射器的活塞至一段距离,松开,注射器活塞回到原位 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 20mL3.5%的盐酸 实验组产生气体的速率比对照组慢 > A
【解析】
(1)检查装置a的气密性:用止水夹夹住右侧橡皮管,拉动注射器的活塞至一段距离,松开,注射器活塞回到原位,说明装置气密性良好。
(2)①鸡蛋壳中主要成分为碳酸钙,与盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O。
②本实验采取控制变量法来探究,唯一改变的因素是鸡蛋壳是否被含氟牙膏处理,其他量相同,从而形成对照试验,故本实验盐酸的用量应保持一致,故m处应填写的是20mL3.5%的盐酸。
(3)实验二能证明含氟牙膏对鸡蛋壳有保护作用,其理由是实验组产生气体的速率比对照组慢,说明对照组比实验组反应强烈。反应生成的二氧化碳气体与可以和氢氧化钠反应,因为对照组二氧化碳产生速率快,与氢氧化钠反应更快,故使滴有酚酞的氢氧化钠稀溶液褪色的时间更短,故t1>t2。
反思与评价:
(4)含氟牙膏保护牙齿的原因:含氟牙膏中的NaF能与牙齿表面溶解的微量Ca2+反应,生成更难溶于酸的物质。若含氟牙膏中有碳酸钙,氟化钠会优先和牙膏中的碳酸钠反应,碳酸钙被反应掉,不适宜当牙膏中的摩擦剂。故选A。
【题目】世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料高达产量的20%~40%,某实验小组对铁的锈蚀和铁锈的成分进行如下探究。
(一)如图所示,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶。当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零)。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如表
序号 | 样品 | 量筒起始读数mL | 量筒最终读数mL | 所需时间/min |
① | 1g铁粉、0.2g碳和10滴水 | 100 | 72 | 约120 |
② | 1g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl | 100 | 72 | 约70 |
③ | -- | -- | -- | -- |
(1)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是______(填“放热”或吸热”)过程。
(2)实验①和②说明NaCl可以______(填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率。
(3)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,请在表格空白处填写实验③的样品组成是______。
(二)为探究铁锈的成分,用如图所示装置(夹持仪器已省略)进行实验(每步反应和吸收均完全)。
查阅资料:无水硫酸铜吸水会由白色变为蓝色,碱石灰既能吸水也能吸收CO2。
(4)该装置有一个明显缺陷是______。
(5)加热前,先通入CO一段时间,目的是______;将铁锈样品加热,无水硫酸铜逐渐变蓝,由此推知铁锈中一定含有______元素,从而推断出空气中的______参加了铁生锈反应。
(6)若将铁锈的成分表示为FexOynH2O,为了准确测定该成分,除要称量铁锈样品的质量外,还需要测定装置______(填标号)反应前后的质量。若缺少装置D,则测算出的x:y值将______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)