Question

【题目】（1）如图所示为实验室中常见气体制备、净化、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），某化学小组的同学欲利用其进行下列各化学实验。

①检验装置B的气密性操作：_____。

②实验室常用无水醋酸钠和碱石灰两种固体药品加热的方法制取甲烷气体。通常情况下，甲烷是没有颜色、没有气味的气体，比空气轻，极难溶于水。若要制取一瓶甲烷，可选用的装置有_____（填写仪器序号字母）。如果选用F装置收集甲烷，气体应从_____（填“a”或“b”）端管口通入。

③若选用装置B作为制取氧气的发生装置，设计装置B时使用仪器d的目的是_____。

④若以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制取并收集干燥、纯净的二氧化碳气体。按照要求设计实验装置、连接仪器，并检验装置的气密性。所选仪器的连接顺序为_____（从左至右填写仪器序号字母）。

（2）化学兴趣小组欲探究自己使用的某品牌牙膏的主要成分。

【查阅资料】

①牙膏的成分有活性物质、摩擦剂、保持牙膏湿润的甘油等物质。

②常用的牙膏摩擦剂的主要成分有CaCO3、Al(OH)3、SiO2。

③牙膏除了碳酸钙以外，其他物质均不与稀盐酸反应产生气体。

④SiO2不溶于水，也不与盐酸反应。Al(OH)3和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和水，该反应的化学方程式为_____。偏铝酸钠和适量稀盐酸反应生成氢氧化铝，氢氧化铝和稀盐酸可以发生中和反应。

⑤相关物质的溶解性表：

物质	Al(OH)3	NaAlO2	AlCl3
溶解性	不溶	溶	溶

该品牌牙膏含有上述摩擦剂中的两种成分，为探究摩擦剂的组成，化学兴趣小组取适量该牙膏加水充分搅拌、静置、过滤、洗涤、干燥，得到该牙膏中的摩擦剂。

【提出猜想】

猜想1：摩擦剂的成分为Al(OH)3和CaCO3。

猜想2：摩擦剂的成分为_____。

猜想3：摩擦剂的成分为SiO2和Al(OH)3。

【设计实验】

实验步骤	预期实验现象	预期实验结论
组装下图装置进行实验。取少量摩擦剂于锥形瓶中加入适量的_____________	固体全部溶解，有气泡，石灰水变混浊	则猜想1成立 锥形瓶中发生的化学反应方程式为 _______________ _______________
	摩擦剂部分溶解 石灰水无明显变化	则猜想3成立

【实验结论】经过实验验证，猜想1成立。

【实验反思】同学们为进一步确认摩擦剂中含有氢氧化铝，先在少量牙膏样品中加入过量的氢氧化钠溶液，静置一段时间，取上层清液，再滴加稀盐酸至过量。整个实验过程中观察到的现象为________，依据该现象可以判断摩擦剂中一定含有氢氧化铝。

Answer 1

【答案】 关闭分液漏斗的活塞,将导管放入水中，手握锥形瓶加热，观察导管口有无气泡 EF a 可以通过控制滴加液体的速度来控制产生气体的速度 B→D→A→G Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O SiO2和CaCO3 稀盐酸 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 牙膏样品中部分固体溶解，向上层清夜中滴加稀盐酸时开始无现象，之后有沉淀产生，最后沉淀全部溶解

【解析】（1）检验装置B的气密性的方法是：关闭分液漏斗的活塞,将导管放入水中，手握锥形瓶加热，观察导管口有无气泡，若有，表示装置的气密性良好；②根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，用无水醋酸钠和碱石灰两种固体药品加热的方法制取甲烷气体，属于固固加热型，故选E作为发生装置；甲烷空气轻，极难溶于水，可用向下排空气法或排水法收集，由于没有向下排空气法的装置，故用排水法收集，选F装置；选用F装置收集甲烷，由于水只能从b端排出，故甲烷从a端通入；③过氧化氢接触到二氧化锰后，反应便立即开始，不能人为控制其速率和生成氧气的量，故要控制其反应速率，可通过控制过氧化氢的加入量来实现，分液漏斗就可以控制加入液体药品的量和速率；④以石灰石和稀盐酸为原料制取二氧化碳属固液在常温下的反应，选B装置；盐酸具有挥发性，会挥发出氯化氢气体，要收集干燥、纯净的二氧化碳气体，故要先通过饱和故碳酸氢钠溶液将氯化氢气体除去，再通过浓硫酸除去水蒸气，最后用向上排空气法收集二氧化碳，故所选仪器的连接顺序为B→D→A→G；（2）④Al(OH)3和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和水，反应的化学方程式表示为：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；【提出猜想】根据质量可知常用的牙膏摩擦剂的主要成分有CaCO3、Al(OH)3、SiO2中的两种成分，故摩擦剂的成分为Al(OH)3和CaCO3 或SiO2和Al(OH)3 或SiO2和CaCO3 ；根据资料：SiO2不溶于水，也不与盐酸反应，则可加入的是稀盐酸进行判断。加入稀盐酸后，固体全部溶解，有气泡，石灰水变混浊，说明生成了二氧化碳，则样品中含有碳酸钙，那么猜想1成立，反应的化学方程式有：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O；若固体部分溶解，石灰水无明显变化，那么猜想3成立；若固体部分溶解，石灰水变浑浊，则猜想2正确；【实验反思】根据资料：偏铝酸钠和适量稀盐酸反应生成氢氧化铝。故先在少量牙膏样品中加入过量的氢氧化钠溶液，静置一段时间，取上层清液，再滴加稀盐酸至过量，观察到牙膏样品中部分固体溶解，向上层清夜中滴加稀盐酸时开始无现象，之后有沉淀产生，最后沉淀全部溶解，可以判断摩擦剂中一定含有氢氧化铝。