Question

【題目】化學興趣小組欲探究自己使用的某品牌牙膏的主要成分．
（1）【查閱資料】 ①牙膏的成分有活性物質、摩擦劑、保持牙膏濕潤的甘油等物質．
②常用的牙膏摩擦劑的主要成分有CaCO3、Al（OH）3、SiO2 ．
③牙膏除了碳酸鈣以外，其他物質均不與稀鹽酸反應產生氣體．
④SiO2不溶于水，也不與鹽酸反應．Al（OH）3和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉（NaAlO2）和水，該反應的化學方程式為 ． 偏鋁酸鈉和適量稀鹽酸反應生成氫氧化鋁，氫氧化鋁和稀鹽酸可以發生中和反應．
（2）相關物質的溶解性表：

物質	Al（OH）3	NaAlO2	AlCl3
溶解性	不溶	溶	溶

該品牌牙膏含有上述摩擦劑中的兩種成分，為探究摩擦劑的組成，化學興趣小組取適量該牙膏加水充分攪拌、靜置、過濾、洗滌、干燥，得到該牙膏中的摩擦劑．
【提出猜想】猜想1：摩擦劑的成分為Al（OH）3和CaCO3 ．
猜想2：摩擦劑的成分為 ．
猜想3：摩擦劑的成分為SiO2和Al（OH）3 ．
（3）【設計實驗】

實驗步驟	預期實驗現象	預期實驗結論
組裝如圖裝置進行實驗．取少量摩擦劑于錐形瓶中，加入適量的 ．	固體全部溶解，有氣泡，石灰水變混濁	則猜想1成立 錐形瓶中發生的化學反應方程式為 ．
	摩擦劑部分溶解 石灰水無明顯變化	則猜想3成立

（4）【實驗結論】經過實驗驗證，猜想1成立． 【實驗反思】同學們為進一步確認摩擦劑中含有氫氧化鋁，先在少量牙膏樣品中加入過量的氫氧化鈉溶液，靜置一段時間，取上層清液，再滴加稀鹽酸至過量．整個實驗過程中觀察到的現象為 ， 依據該現象可以判斷摩擦劑中一定含有氫氧化鋁．

Answer 1

【答案】
（1）Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O
（2）SiO2和CaCO3
（3）稀鹽酸；Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2OCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
（4）牙膏樣品中部分固體溶解，向上層清夜中滴加稀鹽酸時開始無現象，之后有固體產生，最后固體溶解
【解析】解：牙膏摩擦劑的主要成分有CaCO3、Al（OH）3、SiO2 ， 根據由上邊物質中的兩種組成，猜想1：摩擦劑的成分為Al（OH）3和CaCO3；猜想3：摩擦劑的成分為SiO2和Al（OH）3；所以還缺少SiO2和CaCO3的組合；所以猜想2是SiO2和CaCO3； 預期實驗結論猜想1正確，即牙膏摩擦劑的成分是Al（OH）3和CaCO3 ， 加入鹽酸后，氫氧化鋁與鹽酸反應，生成氯化鋁和水；碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳，所以現象是全部溶解，并產生氣泡；
若摩擦劑部分溶解，不產生氣泡，說明其中不能含有碳酸鈣，因為碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳，所以猜想3成立；
氫氧化鋁與鹽酸反應的反應物是氫氧化鋁與鹽酸，生成物是氯化鋁和水，用觀察法配平；【實驗反思】同學們為進一步確認摩擦劑中含有氫氧化鋁，先在少量牙膏樣品中加入過量的氫氧化鈉溶液，靜置一段時間，取上層清液，再滴加稀鹽酸至過量．整個實驗過程中觀察到的現象為牙膏樣品中部分固體溶解，向上層清夜中滴加稀鹽酸時開始無現象，之后有固體產生，最后固體溶解，依據該現象可以判斷摩擦劑中一定含有氫氧化鋁．
答案：
【查閱資料】Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O
提出猜想】猜想2：SiO2和CaCO3
設計實驗】

實驗步驟	預期實驗現象	預期實驗結論
稀鹽酸		Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

【實驗反思】牙膏樣品中部分固體溶解，向上層清夜中滴加稀鹽酸時開始無現象，之后有固體產生，最后固體溶解．
牙膏摩擦劑的主要成分有CaCO3、Al（OH）3、SiO2 ， 根據由上邊物質中的兩種組成，進行兩種物質的組合考慮；根據預期實驗結論猜想1正確，用猜想1的成分與鹽酸反應考慮實驗現象；根據若摩擦劑部分溶解，不產生氣泡，說明不存在碳酸鈣考慮哪一猜想正確；（1）根據方程式的寫法考慮；（2）根據硫酸與碳酸鈣反應的生成物考慮．