题目内容

3．某研究性学习小组为了研究牙膏中的主要成分，他们选了一种牙膏（一种牙膏只有一种摩擦剂），并查阅资料得出它们的功能，如下所示．
摩擦剂主要成分                 功   能
氢氧化铝、碳酸钙或二氧化硅占牙膏成分的50%左右．用于增强牙膏的摩擦作用和去污效果，能有效去除牙齿表面上的污渍、牙斑、食物残渣等
（1）他们为了探究牙膏的酸碱性，他们设计的方案为可取少量牙膏滴加紫色的石蕊试液，若观察到石蕊试液变红色，则显酸性，若观察到石蕊试液变蓝色则显碱性．
（2）为了探究牙膏中摩擦剂成分．他们进行以下探究：
【提出假设】猜想1：摩擦剂是二氧化硅
猜想2：摩擦剂是碳酸钙
猜想3：摩擦剂是氢氧化铝
【设计方案】同学们针对三种猜想，将牙膏浊液过滤，向滤渣中加入过量的稀盐酸
请帮助填写与实验结论相对应的预期出现的现象：
实验中预期出现的现象实验结论
①滤渣不消失猜想1成立
②滤渣消失，并有气泡产生猜想2成立
③滤渣消失猜想3成立
【实验结论】经过实验探究后得出该牙膏中的摩擦剂主要成分是碳酸钙．
【拓展延伸】该小组同学进一步探究该摩擦剂中碳酸钙的质量分数，设计了如图所示装置来完成实验：

（1）C装置应当选择Ⅰ、Ⅱ中的Ⅰ（ 填Ⅰ或Ⅱ），你选择的理由是保证生成的二氧化碳被完全吸收．
（2）兴趣小组同学在老师的提示下，要使结果更准确，把A装置进行改装如图2，并在反应前后通入空气，请说出改装后的优点使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收．
（3）要想得到碳酸钙的质量分数，除了称量反应前所取牙膏的质量外，还必须称量C处装置Ⅰ增重的质量．

分析 （1）根据物质酸碱性的检验方法来分析；
【设计实验】根据酸的性质来分析；
【拓展延伸】（1）实验设计要将生成的气体全部吸收；
（2）为了使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收，应该通入空气；
（3）根据测定牙膏中碳酸钙的质量分数的方法来分析．

解答 解：（1）根据酸碱性溶液使紫色石蕊试液的变色情况来分析，可取少量牙膏滴加紫色的石蕊试液，若观察到石蕊试液变红色，则显酸性，若观察到石蕊试液变蓝色则显碱性；故填：可取少量牙膏滴加紫色的石蕊试液，若观察到石蕊试液变红色，则显酸性，若观察到石蕊试液变蓝色则显碱性；
【设计实验】①二氧化硅与盐酸不反应，所以将牙膏浊液过滤，向滤渣中加入过量的稀盐酸，滤渣不消失，则猜想1成立；
②碳酸钙能与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，向滤渣中加入过量的稀盐酸，滤渣消失，并有气泡产生，则猜想2成立；
③氢氧化铝能与稀盐酸反应生成氯化铝和水，向滤渣中加入过量的稀盐酸，滤渣消失，则猜想3成立．
故答案为：

实验中预期出现的现象实验结论
①滤渣不消失猜想1成立
②滤渣消失，并有气泡产生猜想2成立
③滤渣消失猜想3成立
【拓展延伸】
（1）可通过测定生成的二氧化碳的质量来计算碳酸钙的质量，则需要用浓氢氧化钠溶液将二氧化碳完全吸收，这就需要将导管伸入试管内的液体中，故填：Ⅰ；保证生成的二氧化碳被完全吸收；
（2）在反应前后通入空气，其作用是使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收．故填：使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收．
（3）要想得到碳酸钙的质量分数，除了称量反应前所取牙膏的质量外，还必须称量C处装置Ⅰ增重的质量（即生成的二氧化碳的质量）．故填：C处装置Ⅰ增重．
答案：
（1）可取少量牙膏滴加紫色的石蕊试液，若观察到石蕊试液变红色，则显酸性，若观察到石蕊试液变蓝色则显碱性；
（2）
【设计方案】
实验中预期出现的现象实验结论
①滤渣不消失猜想1成立
②滤渣消失，并有气泡产生猜想2成立
③滤渣消失猜想3成立
【拓展延伸】
（1）Ⅰ；保证生成的二氧化碳被完全吸收；
（2）使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钠溶液吸收；
（3）C处装置Ⅰ增重．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．

练习册系列答案
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15．实验室利用如图所示装置进行相关实验，请回答问题．

（1）图中标有①的仪器名称是分液漏斗．
（2）实验室利用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气，反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑，若要获得一瓶纯净的氧气来直接做“铁丝在氧气中燃烧”的实验，应选择的制取装置是BC（填字母）．
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据此在下表中填写有关该元素的信息．
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（2）某粒子的结构示意图为 ：
当x-y=10时，该粒子是原子类别（填：“原子、分子、离子”）

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