题目内容

对牙膏的探究要用到许多化学知识.
(1)下表列出了三种牙膏中的摩擦剂.请在表中填写各种摩擦剂所属的物质类别.
( 选填“酸”、“碱”、“盐”或“氧化物”).
上海特效牙膏上海防酸牙膏美加净牙膏
摩擦擦剂氢氧化铝碳酸钙二氧化硅
摩擦剂的物质类别__________________
(2)根据你的推测,牙膏摩擦剂的溶解性是______(填“易溶”或“难溶”)
(3)牙膏中的碳酸钙摩擦剂可以用石灰石来制备.某学生设计了一种制备碳酸钙的实验方案,其流程图为:
石灰石生石灰石灰水碳酸钙
请写出上述方案中有关反应的化学方程式:①______ CaO+CO2↑
【答案】分析:(1)根据物质的元素组成和物质组成特点,判断物质的类别;
(2)摩擦剂是为了摩擦用的,故难溶于水;
(3)根据反应物和生成物可以书写化学方程式;
(4)根据物质之间的相互反应设计实验制取物质,并与题目所提供的方案进行对比,明确方案的优越性:二氧化碳原料易得;
(5)检验碳酸盐的方法是:向牙膏中加入适量的稀盐酸,如果生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊,则证明牙膏中含有碳酸盐;
(6)根据质量守恒定律求出二氧化碳的质量,据此依据方程式计算碳酸钙的质量,盐酸溶质的质量,进而求出牙膏中碳酸钙的质量分数和所用稀盐酸的质量分数.
解答:解:(1)氢氧化铝是由铝离子和氢氧根离子组成的化合物,属于碱;
碳酸钙是由金属离子和酸根离子组成的化合物,属于盐;
二氧化硅是只有硅元素和氧元素组成的化合物,属于氧化物;
故答案为:碱;盐;氧化物;
(2)牙膏摩擦剂是为了摩擦用的,应该难溶于水;
故答案为:难溶.
(3)石灰石的主要成分碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳;生石灰和水反应生成氢氧化钙;氢氧化钙和碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钾;
故答案为:
CaCO3 CaO+CO2↑;
  CaO+H2O═Ca(OH)2;
Ca(OH)2+K2CO3═2KOH+CaCO3↓;
(4)若仍用石灰石为原料,可先将石灰石高温分解,生成的氧化钙与水反应生成氢氧化钙,再将氢氧化钙与二氧化碳反应生成碳酸钙,反应流程图是:
石灰石生石灰  石灰水 碳酸钙;该方案与题中设计的方案相比,二氧化碳更易得到;
故答案为:
石灰石生石灰  石灰水 碳酸钙;
二氧化碳原料易得;
(5)碳酸盐能和稀盐酸反应生成二氧化碳,常用此性质来检验某物质中是否含有碳酸盐;
故答案为:向牙膏中加入适量的稀盐酸,如果生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊,则证明牙膏中含有碳酸盐;
(6)根据质量守恒定律可知:反应生成的二氧化碳的质量是20.0g+40.0g-55.6g=4.4g
设20.0g牙膏中含CaCO3的质量是x,反应中耗去HCl的质量是y
CaCO3+2HCl═CaCl2 +CO2↑+H2O
100    73           44 
x      y            4.4g
  =        =
     x=10.0g          y=7.3g
∴牙膏中碳酸钙的质量分数为:×100%=50%;
稀盐酸的质量分数:×100%=18.25%
答:这种牙膏中碳酸钙的质量分数和所用稀盐酸的质量分数分别是50%、18.25%.
点评:本题是一道较为综合的实验探究题,既考查了物质的类别、实验方案的设计,又考查了依据方程式的计算等知识,很好的考查了学生应用知识解决问题的能力.
练习册系列答案
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(1)用作牙膏摩擦剂的轻质碳酸钙,工业上常用石灰石来制备,某实验小组同学设计了2种转化流程,如下图1所示.
请回答下列问题:
a.小王同学主张用流程①、②、④和操作Ⅱ的设计,认为其工艺简单.
请写出反应①和④的化学方程式:①
CaCO3
 高温 
.
 
CaO+CO2↑
CaCO3
 高温 
.
 
CaO+CO2↑
;④
Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH
Ca(OH)2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH
;
b.操作Ⅱ包括搅拌、
过滤
过滤
、洗涤、干燥等工序.
c.小李同学认为流程①、②、③和操作I比小王的主张更好,其理由是:
利用产生的二氧化碳比另加碳酸钠溶液更经济,生成成本更低,若产生的二氧化碳不回收直接排放,不利于“节能减排”
利用产生的二氧化碳比另加碳酸钠溶液更经济,生成成本更低,若产生的二氧化碳不回收直接排放,不利于“节能减排”
;
操作I包括搅拌和微热等工序.
(2)该实验小组为了测定某石灰石样品中碳酸钙的质量分数,取25g石灰石样品放在烧杯中,然后向其中逐滴加入一定量某质量分数的稀盐酸,使之与样品充分反应(杂质不参加反应).随着反应进行,加入稀盐酸的质量与反应得到气体的质量变化关系如图2所示.请完成下列计算内容:
①样品中碳酸钙的质量分数是多少?
②所用稀盐酸溶质的质量分数是多少?
(写出计算过程)
解:设样品中CaCO3的质量为x,参加反应的稀盐酸中HCl的质量为y
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
1007344
xy8.8g
根据
100
44
=
X
8.8g
解得x=20 根据
73
44
=
Y
8.8g
解得y=14.6g
样品中CaCO3的质量分数为:
20g
25g
×100%=80%
稀盐酸的溶质质量分数为:
14.6g
146g
×100%=10%
解:设样品中CaCO3的质量为x,参加反应的稀盐酸中HCl的质量为y
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
1007344
xy8.8g
根据
100
44
=
X
8.8g
解得x=20 根据
73
44
=
Y
8.8g
解得y=14.6g
样品中CaCO3的质量分数为:
20g
25g
×100%=80%
稀盐酸的溶质质量分数为:
14.6g
146g
×100%=10%
.

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