题目内容
6．牙膏摩擦剂的类型很多，如CaCO3、SiO2或它们的混合物．某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究．【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO3？
【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应；碱石灰主要成分为生石灰与氢氧化钠．
【实验方案】
取少量牙膏于试管中，加入适量的稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有CO32-（填离子符号）；石灰水变浑浊的化学方程式为
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
【提出问题2】该牙膏中CaCO3的质量分数是多少？
【实验装置】
【实验步骤】
（1）连接好装置，首先进行的操作是检查装置的气密性．
（2）在B装置中加入牙膏样品4g．
（3）关闭K1，打开K2（填“打开”或“关闭”），然后向牙膏样品中滴入质量分数为10%的盐酸，至B中无气泡产生时，停止滴加盐酸．
（4）打开K1，关闭K2，缓缓鼓入空气，至C中不再产生沉淀．
（5）将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量为1.97g．（已知此品牌牙膏中的其他成分不与盐酸反应，装置内试剂均足量且充分反应）
【实验分析及数据处理】
（1）若没有A装置，则测定结果将偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（2）D装置的作用是防止空气中的二氧化碳进入装置C中．
（3）根据上面数据计算，牙膏样品中碳酸钙的质量分数是25%．
分析 【实验方案】碳酸钙能够稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
【实验步骤】凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
二氧化碳能和氢氧化钡反应生成白色沉淀碳酸钡和水；
氢氧化钠溶液能够吸收空气中的二氧化碳；
碱石灰能够吸收水和二氧化碳．
解答 解：【实验方案】
将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明该气体是二氧化碳，证明摩擦剂中含有碳酸钙，碳酸钙中含有碳酸根离子，碳酸根离子可以表示为CO32-；
二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；
【提出问题2】该牙膏中CaCO3的质量分数是多少？
【实验步骤】
（1）连接好装置，首先进行的操作是检查装置的气密性；
（3）关闭K1，打开K2，然后向牙膏样品中滴入质量分数为10%的盐酸，至B中无气泡产生时，停止滴加盐酸；
（4）打开K1，关闭K2，缓缓鼓入空气，至C中不再产生沉淀；
【实验分析及数据处理】
（1）若没有A装置，则空气中的二氧化碳能够被氢氧化钡溶液吸收，从而导致测定结果偏大；
（2）D装置的作用是防止空气中的二氧化碳进入装置C中；
（3）设碳酸钙的质量为x，
由CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O可知，CaCO3～BaCO3↓，
CaCO3～BaCO3↓，
100 197
x 1.97g
$\frac{100}{x}=\frac{197}{1.97g}$，
x=1g，
牙膏样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{1g}{4g}$×100%=25%．
故填：【实验方案】CO32-；Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
【实验步骤】（1）检查装置的气密性（3）关闭 打开（4）打开K1，关闭K2，缓缓鼓入空气（只要答出打开K1，关闭K2即可）
【实验分析及数据处理】（1）偏大（2）防止空气中的二氧化碳进入装置C中（或吸收空气中二氧化碳）（3）25%
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．
阅读快车系列答案【提出问题】该纯碱样品中含有哪些物质？
【猜想与假设】通过分析，毕倭寇同学做出如下假设：（1）只含有Na2CO3；（2）含有Na2CO3和 NaHCO3【查阅资料】
| NaHCO3 | Na2CO3 | |
| 加入稀盐酸 | 现象I | 产生气泡 |
| 加入饱和石灰水 | 溶液变浑浊 | 现象Ⅱ |
| 加入CaCl2溶液 | 无明显现象 | 溶液变浑浊 |
| 加热溶液至沸腾，将气体通入澄清石灰水 | 澄清石灰水变浑浊 | 澄清石灰水无明显变化 |
（2）现象Ⅱ对应的化学方程式为Na2CO3+Ca（OH）2═CaCO3↓+2NaOH．
【实验探究】为了确定纯碱样品的成分，毕倭寇同学设计如下实验方案，请你一起完成下列实验报告．
| 实验步骤 | 实验现象 | 实验结论及化学方程式 |
| A取少量样品溶于水，加入过量的CaCl2溶液 | ①有白色沉淀产生 | 该反应的方程式：②Na2CO3+CaCl2═CaCO3↓+2NaCl |
| B将上述反应后的混合液过滤，取滤液③滴加稀盐酸 | ④有气泡冒出 | 证明猜想②成立 |
【实验反思】实验步骤A中，氯化钙溶液过量的目的是将碳酸钠全部除去．
【提出问题2】如何测量该纯碱样品中各物质的含量？
（1）为测量该纯碱样品各成分的含量，毕倭寇同学设了图1装置，通过称量B装置中质量变化来确定样品中各成分的含量．该装置气密性良好，稀硫酸与样品、进入装置B的CO2与NaOH均完全反应，操作无误，但多次实验发现，测定结果有偏差．造成偏差的原因有①空气中的CO2进入装置B被氢氧化钠吸收；②装置A中残留的CO2未被装置B中的氢氧化钠吸收．
（2）毕倭寇同学在老师的指导下重新设计了如图2所示的实验装置．该实验有以下操作步骤：
①查装置气密性，将Wg干燥的样品放入锥形瓶中；
②称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量；
③打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气，关闭活塞b；
④向锥形瓶中逐滴加入稀硫酸至不再产生气泡；
⑤再次称量盛有氢氧化钠浓溶液的B瓶质量；
⑥打开活塞b，从导管a处缓缓鼓入一定量的空气，关闭活塞b；
⑦根据B瓶增加的质量，计算样品中各成分的含量．
该实验的正确步骤是①③②④⑥⑤⑦．
| A． | 都属于氧化物 | B． | 组成元素种类相同 | ||
| C． | 化学性质不同 | D． | 构成分子的原子种类不同 |
淡水资源的缺乏已成为制约社会发展的重要因素，从浩瀚的海洋里获取淡水，对解决淡水危机具有重要意义．某小组针对这一现状提出问题，并在实验室进行了以下探究．【学生实验】取一定质量的澄清石灰水，滴加稀盐酸，无明显现象．请写出反应方程式 ①Ca（OH）2+2HCl=CaCl2+2H2O．
【提出问题】反应后溶液中的溶质成分是什么？
【假设猜想】猜想Ⅰ：溶质为CaCl2； 猜想Ⅱ：CaCl2和HCl；
猜想Ⅲ：②CaCl2和Ca（OH）2； 猜想Ⅳ：CaCl2和Ca（OH）2和HCl；
某同学认为以上猜想有一个是不合理的，是猜想 ③Ⅳ（填序号）并说明原因 ④氢氧化钙和稀盐酸不能共存．
【实验探究】用上述反应后的溶液进行如下实验（填写表格中未完成的项目）：
| 实验方案 | 方案一：加锌粒 | 方案二：滴加酚酞溶液 |
| 实验操作 |  |  |
| 实验现象 | ⑤产生气泡 | 无明显现象 |
| 实验结论 | 溶液中有HCl | 溶液中无⑥Ca（OH）2 |
【拓展迁移】小组同学反思了酸碱中和反应如果没有明显现象，通常在反应前的溶液中先滴加酸碱指示剂，借助指示剂颜色的变化来判断反应进行的程度．
下列中和反应需要借助指示剂来判断反应发生的是⑧BD（填字母）
A．氢氧化钡溶液和稀硫酸 B．烧碱溶液和稀硫酸
C．氢氧化铁和稀盐酸 D．氢氧化钾溶液和稀盐酸．
写出上述操作中可能发生的反应的化学方程式BaCl2+Na2CO3═BaCO3↓+2NaCl
过滤时用到玻璃棒，玻璃棒的作用是引流．
【探究活动一】奋进小组探究白色沉淀甲的成分．
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
| 取白色沉淀甲，滴加足量的稀硝酸 | 沉淀部分消失 | 白色沉淀甲中一定含有硫酸钡和碳酸钡 |
| 实验操作 | 实验现象 | 结论 | |
| 实验Ⅰ | 取适量无色滤液乙，加入碳酸钠溶液 | 无明显现象 | 无色滤液乙中一定不含氯化钡 |
| 实验Ⅱ | 步骤①：取适量无色滤液乙，加入过量的氯化钡溶液，过滤 | 生成白色沉淀 | 原白色固体样品中一定存在该物质 |
| 步骤②：取步骤①中的滤液，滴加无色酚酞溶液 | 无色酚酞溶液变红色 | ||
【结论】通过两个小组的共同探究，得出了原白色固体样品含有的成分．