Question

3．某研究性學習小組為了研究牙膏中的主要成分，他們選了一種牙膏（一種牙膏只有一種摩擦劑），并查閱資料得出它們的功能，如下所示．

摩擦劑主要成分	功   能
氫氧化鋁、碳酸鈣或二氧化硅	占牙膏成分的50%左右．用于增強牙膏的摩擦作用和去污效果，能有效去除牙齒表面上的污漬、牙斑、食物殘渣等

（1）他們?yōu)榱颂骄垦栏嗟乃釅A性，他們設計的方案為可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍色則顯堿性．
（2）為了探究牙膏中摩擦劑成分．他們進行以下探究：
【提出假設】猜想1：摩擦劑是二氧化硅
猜想2：摩擦劑是碳酸鈣
猜想3：摩擦劑是氫氧化鋁
【設計方案】同學們針對三種猜想，將牙膏濁液過濾，向濾渣中加入過量的稀鹽酸
請幫助填寫與實驗結論相對應的預期出現(xiàn)的現(xiàn)象：

實驗中預期出現(xiàn)的現(xiàn)象	實驗結論
①濾渣不消失	猜想1成立
②濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生	猜想2成立
③濾渣消失	猜想3成立

【實驗結論】經(jīng)過實驗探究后得出該牙膏中的摩擦劑主要成分是碳酸鈣．
【拓展延伸】該小組同學進一步探究該摩擦劑中碳酸鈣的質量分數(shù)，設計了如圖所示裝置來完成實驗：

（1）C裝置應當選擇Ⅰ、Ⅱ中的Ⅰ（ 填Ⅰ或Ⅱ），你選擇的理由是保證生成的二氧化碳被完全吸收．
（2）興趣小組同學在老師的提示下，要使結果更準確，把A裝置進行改裝如圖2，并在反應前后通入空氣，請說出改裝后的優(yōu)點使反應產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收．
（3）要想得到碳酸鈣的質量分數(shù)，除了稱量反應前所取牙膏的質量外，還必須稱量C處裝置Ⅰ增重的質量．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物質酸堿性的檢驗方法來分析；
【設計實驗】根據(jù)酸的性質來分析；
【拓展延伸】（1）實驗設計要將生成的氣體全部吸收；
（2）為了使反應產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收，應該通入空氣；
（3）根據(jù)測定牙膏中碳酸鈣的質量分數(shù)的方法來分析．

解答 解：（1）根據(jù)酸堿性溶液使紫色石蕊試液的變色情況來分析，可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍色則顯堿性；故填：可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍色則顯堿性；
【設計實驗】①二氧化硅與鹽酸不反應，所以將牙膏濁液過濾，向濾渣中加入過量的稀鹽酸，濾渣不消失，則猜想1成立；
②碳酸鈣能與稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳氣體，向濾渣中加入過量的稀鹽酸，濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生，則猜想2成立；
③氫氧化鋁能與稀鹽酸反應生成氯化鋁和水，向濾渣中加入過量的稀鹽酸，濾渣消失，則猜想3成立．
故答案為：

實驗中預期出現(xiàn)的現(xiàn)象	實驗結論
①濾渣不消失	猜想1成立
②濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生	猜想2成立
③濾渣消失	猜想3成立

【拓展延伸】
（1）可通過測定生成的二氧化碳的質量來計算碳酸鈣的質量，則需要用濃氫氧化鈉溶液將二氧化碳完全吸收，這就需要將導管伸入試管內的液體中，故填：Ⅰ；保證生成的二氧化碳被完全吸收；
（2）在反應前后通入空氣，其作用是使反應產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收．故填：使反應產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收．
（3）要想得到碳酸鈣的質量分數(shù)，除了稱量反應前所取牙膏的質量外，還必須稱量C處裝置Ⅰ增重的質量（即生成的二氧化碳的質量）．故填：C處裝置Ⅰ增重．
答案：
（1）可取少量牙膏滴加紫色的石蕊試液，若觀察到石蕊試液變紅色，則顯酸性，若觀察到石蕊試液變藍色則顯堿性；
（2）
【設計方案】

實驗中預期出現(xiàn)的現(xiàn)象	實驗結論
①濾渣不消失	猜想1成立
②濾渣消失，并有氣泡產(chǎn)生	猜想2成立
③濾渣消失	猜想3成立

【拓展延伸】
（1）Ⅰ；保證生成的二氧化碳被完全吸收；
（2）使反應產(chǎn)生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收；
（3）C處裝置Ⅰ增重．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．