Question

牙膏中的摩擦剂一般由CaCO₃、Al(OH)₃或SiO₂组成。某小组对几种牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究：
（1）根据上述信息，推测摩擦剂应具备的性质有       
A．易溶于水      B．难溶于水       C．颗粒较大        D．颗粒较小
（2）已知A牌牙膏的摩擦剂是Al(OH)₃，取少量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤：
①往滤渣中加入过量NaOH溶液，Al(OH)₃与NaOH溶液反应的离子方程式____ __。
②往①所得滤液先通入过量CO₂，再加入过量稀盐酸，观察到的现象是          。
（3）已知B牌牙膏中摩擦剂可能含有一或两种物质，将此牙膏的摩擦剂溶于盐酸时，发现有不溶性物质。
① 对B品牌牙膏摩擦剂的成分提出合理假设：
假设1：只有SiO₂       假设2：可能有SiO₂和CaCO₃
假设3：可能有________________。
② 请设计方案对B品牌牙膏摩擦剂的成分进行验证。填写下表。限选试剂：稀盐酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水

实验步骤	预期现象和结论
步骤1：取适量牙膏样品，加水成分搅拌、过滤，得滤液A和沉淀B。
步骤2：
步骤3：

（4）已知C牌牙膏中的摩擦剂为CaCO₃，为测定CaCO₃的质量分数，取20．0g牙膏样品溶于水后过滤，将所得沉淀溶于100mL1mol/L的盐酸（假设所得溶液体积不变），从所得的溶液中取20．00mL，用1mol/L NaOH溶液进行滴定，消耗NaOH溶液5．00mL，则C品牌牙膏中CaCO₃的质量分数为    _（保留四位有效数字）。．

Answer 1

（1）B D（3分，选1个对的得1分，全对3分）
（2）① Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O（3分，未配平扣1分）（或Al(OH)₃＋OH^－＝[Al(OH)₄]^－ ）
②通入CO₂气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体生成、沉淀溶解；（2分）（或：通入CO₂气体有白色沉淀生成；加入盐酸沉淀溶解）
（3）①SiO₂和Al(OH)₃（或二氧化硅和氢氧化铝）（1分，少一种不得分）
②（4分）

实验步骤	预期现象和结论
步骤2：取适量沉淀B于试管中，滴加过量稀盐酸（1分）	出现无色气泡，说明含有碳酸钙（1分）
步骤3：取步骤2的上层清液，滴加氢氧化钠溶液（1分）	先生成沉淀，后沉淀溶解，说明含有氢氧化铝。（1分）

 
（4）18．75% （或0．1875）( 3分)

试题分析：（1）牙膏中的摩擦剂一般由CaCO₃、Al(OH)₃或SiO₂组成，根据这几种物质的特点都难溶于水，推测用于刷牙的固体颗粒不会太大，所以答案选BD。
（2）①Al(OH)₃难溶于水，书写离子方程式时不能拆开，所以Al(OH)₃与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O；
②往①所得滤液先通入过量CO₂，二氧化碳与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，所以会看到有白色沉淀生成；再加入过量稀盐酸，稀盐酸和氢氧化铝发生中和反应，沉淀消失，同时溶液中的碳酸氢根离子与氢离子反应生成二氧化碳气体；
（3）①此牙膏的摩擦剂溶于盐酸时，发现有不溶性物质。说明一定含二氧化硅，3种物质中选择一种或2种其中必有二氧化硅的可能有3种，所以假设3应是可能有SiO₂和Al(OH)₃
②步骤1后得沉淀B，取适量B于试管中，加入稀盐酸，若固体不溶解，则为假设1；若固体部分溶解且有气体产生则为假设2；若固体部分溶解且无气体产生则为假设3。
或者取适量B于试管中，加入稀盐酸，有气体产生，证明有碳酸钙；取以上反应的清液，加入氢氧化钠溶液，先生成沉淀，后沉淀溶解，说明含有氢氧化铝。
（4）由消耗氢氧化钠的体积可计算100mL的溶液中剩余H⁺的物质的量是5×10^-3L×1mol/L×5=0．025mol，则用于和碳酸钙反应的H⁺的物质的量是0．1L×1mol/L-0．025mol=0．075mol，由2H⁺～CaCO₃得碳酸钙的物质的量是0．0375mol，所以样品中碳酸钙的质量是3．75g，则碳酸钙的质量分数是3．75g/20．0g×100%=18．75%。