Question

2．牙膏是生活必需品，某兴趣小组同学对某品牌市售牙膏（如右图）展开如下探究，请回答问题：
【资料卡片】：
a．SiO₂不溶于水、且不与酸反应，高温不分解；
b．牙膏中保湿剂、增稠剂、香精等均为有机物．高温很容易挥发
（1）取一小段牙膏，加入蒸馏水，充分搅拌后静置，测得其上层清液的pH为8.3，则此牙膏显碱性，实验室能否用pH试纸测得该数值，请你作出判断并说明理由不能，因为利用pH试纸测定的酸碱度是整数；
（2）小岳同学发现，此品牌牙膏在冬季会出现颗粒变大的现象．资料显示是牙膏中的K₁₂（一种钠盐）析出，则K₁₂的溶解度和温度的关系是溶解度随着温度升高而增大；
（3）为测定此牙膏中SiO₂的质量分数，兴趣小组同学设计方案，并进行了3次实验：
【实验步骤】：
①准确称取2.0g牙膏膏体，烘干水分，高温加热，至质量不再减轻为止，在干燥器中冷却至室温；
②转移剩余物至烧杯中，加入稀HCl，至无气体放出
③过滤、洗涤、称量得到剩余固体质量（如表）；
④根据实验数据进行计算．

实验编号	1	2	3
实验前（g）	2.00	2.00	2.00
实验后（g）	0.43	0.44	0.45

【数据处理】：
（4）此测定做3次实验的目的是取平均值，使计算结果更准确；
（5）综合上述实验方案及实验数据，计算此牙膏中SiO₂的质量分数．22%；
【实验分析】：
（6）按上述实验步骤操作，发现测定结果偏大，导致偏大的原因可能是剩余固体质量没有减去发泡剂的质量；
（7）高温加热的目的除为了除去CaCO₃及NaHCO₃以外，还为了除去保湿剂、增稠剂、香精等有机物；
（8）步骤②中，加稀HCl发生的反应有CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（9）步骤③中，洗涤的目的是除去二氧化硅上的附着物；若不洗涤，则测定结果将偏大．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（10）为保证洗涤效果，最好用A洗涤．
A．蒸馏水       B．自来水       C．饱和NaCl溶液       D．饱和CaCl₂溶液．

Answer 1

分析 （1）pH大于7的溶液显碱性；
利用pH试纸测定的溶液酸碱度是整数值；
（2）根据实验现象可以判断物质的溶解度与温度的关系；
（4）实验数据取平均值，能使实验结果更准确；
（5）根据提供的数据可以计算二氧化硅的质量分数；
（6）如果不除去发泡剂的质量，会导致计算结果偏大；
（7）有机物在高温条件下容易分解；
（8）稀盐酸和氧化钙反应生成氯化钙和水，和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳；
（9）如果不除去二氧化硅水的附着物，会导致计算结果偏大；
（10）为保证洗涤效果，应该用蒸馏水洗涤二氧化硅．

解答 解：（1）测得其上层清液的pH为8.3，则此牙膏显碱性；
实验室不能用pH试纸测得该数值，这是因为利用pH试纸测定的酸碱度是整数．
故填：碱；不能，因为利用pH试纸测定的酸碱度是整数．
（2）小岳同学发现，此品牌牙膏在冬季会出现颗粒变大的现象，是牙膏中的K₁₂（一种钠盐）析出，则K₁₂的溶解度和温度的关系是溶解度随着温度升高而增大．
故填：溶解度随着温度升高而增大．
（4）此测定做3次实验的目的是取平均值，使计算结果更准确．
故填：取平均值，使计算结果更准确．
（5）二氧化硅质量的平均值是0.44g，此牙膏中SiO₂的质量分数为：$\frac{0.44g}{2.00g}$×100%=22%．
故填：22%．
（6）按上述实验步骤操作，发现测定结果偏大，导致偏大的原因可能是剩余固体质量没有减去发泡剂的质量．故填：剩余固体质量没有减去发泡剂的质量．
（7）高温加热的目的除为了除去CaCO₃及NaHCO₃以外，还为了除去保湿剂、增稠剂、香精等有机物．
故填：保湿剂、增稠剂、香精等有机物．
（8）步骤②中，稀盐酸和氧化钙反应生成氯化钙和水，和碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O，Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
故填：CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
（9）步骤③中，洗涤的目的是除去二氧化硅上的附着物；若不洗涤，则测定结果将偏大．
故填：除去二氧化硅上的附着物；偏大．
（10）为保证洗涤效果，最好用蒸馏水洗涤．故填：A．
故答案为：
（1）碱，不能，因为利用pH试纸测定的酸碱度是整数；
（2）溶解度随着温度升高而增大；（4）取平均值，使计算结果更准确；
（5）22%；（6）剩余固体质量没有减去发泡剂的质量；
（7）保湿剂、增稠剂、香精等有机物；
（8）CaO+2HCl=CaCl₂+H₂O、Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑；
（9）除去二氧化硅上的附着物； 偏大．（10）A．

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．