Question

1．小云在某品牌的牙膏标签上发现--摩擦剂为碳酸钙，小云产生了兴趣，对这款牙膏进行了探究，请你参与其中：
探究活动一：这款牙膏中真的含有碳酸钙吗？
小云查阅到了以下资料：
资料Ⅰ：牙膏是由摩擦剂、保湿剂、增稠剂、发泡剂、芳香剂、水和其他添加剂（含用于改善口腔健康状况的功效成份）组成的．
资料Ⅱ：牙膏中的摩擦剂主要有碳酸钙、氢氧化铝、二氧化硅等．除摩擦剂外，其他成分不能与酸反应生成气体．
小云结合上述资料和所学知识设计并进行了如图所示的实验．
（1）观察的现象是固体部分溶解，并有气泡产生．
根据实验现象推断：产生的气体是（填化学式）CO₂．有关的化学反应方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
结论：牙膏中含有碳酸钙．
探究活动二：牙膏中碳酸钙的质量分数是多少呢？
仪器--托盘天平、小烧杯（3个，标号分别为1、2、3）、试管、药匙、胶头滴管、玻璃棒
药品（浓度均未知）--牙膏、稀盐酸、碳酸钠溶液、石灰水
（2）实验知识和技能准备：
使用托盘天平时，有哪些注意事项（不少于两条）：将游码放在标尺左端的零刻度线处；药品应放到纸上称量．
（3）原理分析：可以借助二氧化碳的质量，根据化学方程式计算求出牙膏中碳酸钙质量，进而求出碳酸钙的质量分数．
小云称取了10g牙膏样品放在质量为m₁的小烧杯1中，实验中还需要测量的数据有稀盐酸的质量（m₂）、完全反应后烧杯以及剩余物质的总质量（m₃）．如何测量（实验中的数据可以分别用m₂、m₃、m₄等来表示）？写出你的实验过程：向烧杯中加入足量的稀盐酸（质量为m₂），待不再产生气泡时，称量烧杯以及剩余物的质量（共为m₃）．
（4）实验中加入足量的稀盐酸并充分搅拌的目的是加快反应速率，使之充分反应，如何知道稀盐酸已足量？不再产生气泡．

Answer 1

分析 （1）根据牙膏的成分以及能与稀盐酸发生的反应来分析；
（2）从天平的正确使用和注意事项进行判断；
（3）根据碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳来借助方程式进行计算；
（4）搅拌是为了充分反应，当碳酸钙完全反应后，就不再产生气泡．

解答 解：（1）向牙膏中滴加稀盐酸，其中的碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳气体，氢氧化铝与稀盐酸反应生成氯化铝和水，二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊；故填：固体部分溶解，并有气泡产生；CO₂；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）从天平的正确使用和注意事项进行判断：（1）天平的正确使用：把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的零刻度；调节天平的平衡螺母使天平的横梁平衡；物体放在天平的左盘，砝码放在天平的右盘，使天平的横梁重新平衡；物体的质量等于砝码的质量加游码对应的刻度值．
故填：将游码放在标尺左端的零刻度线处；药品应放到纸上称量；（合理即可）
（3）根据反应后生成二氧化碳气体的质量来进行计算；需要知道加入稀盐酸的质量、完全反应后烧杯以及剩余物质的总质量；则反应生成二氧化碳的质量为：10g+m₁
+m₂-m₃．故填：二氧化碳；稀盐酸的质量（m₂）、完全反应后烧杯以及剩余物质的总质量（m₃）；向烧杯中加入足量的稀盐酸（质量为m₂），待不再产生气泡时，称量烧杯以及剩余物的质量（共为m₃）；
（4）用玻璃棒搅拌是为了加快反应速率，使之充分反应，当看到不再产生气泡时，说明稀盐酸已经足量．故填：加快反应速率，使之充分反应；不再产生气泡．

点评 本题难度较大，属于盐的性质中实验方法和过程的探究，根据物质的化学性质，要认真分析，不仅要把握实验设计的每一个步骤中的实验目的，装置的用途等知识，还要对有关的计算准确，能考查学生综合分析、解决问题的能力．