Question

【題目】（1）如圖所示為實驗室中常見氣體制備、凈化、干燥、收集和進行實驗探究的部分儀器（組裝實驗裝置時，可重復選擇儀器），某化學小組的同學欲利用其進行下列各化學實驗。

①檢驗裝置B的氣密性操作：_____。

②實驗室常用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固體藥品加熱的方法制取甲烷氣體。通常情況下，甲烷是沒有顏色、沒有氣味的氣體，比空氣輕，極難溶于水。若要制取一瓶甲烷，可選用的裝置有_____（填寫儀器序號字母）。如果選用F裝置收集甲烷，氣體應從_____（填“a”或“b”）端管口通入。

③若選用裝置B作為制取氧氣的發生裝置，設計裝置B時使用儀器d的目的是_____。

④若以石灰石和稀鹽酸為原料，在實驗室中制取并收集干燥、純凈的二氧化碳氣體。按照要求設計實驗裝置、連接儀器，并檢驗裝置的氣密性。所選儀器的連接順序為_____（從左至右填寫儀器序號字母）。

（2）化學興趣小組欲探究自己使用的某品牌牙膏的主要成分。

【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。

⑤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。

【設計實驗】

實驗步驟	預期實驗現象	預期實驗結論
組裝下圖裝置進行實驗。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

【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】 關閉分液漏斗的活塞,將導管放入水中，手握錐形瓶加熱，觀察導管口有無氣泡 EF a 可以通過控制滴加液體的速度來控制產生氣體的速度 B→D→A→G Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O SiO2和CaCO3 稀鹽酸 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 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，之后有沉淀產生，最后沉淀全部溶解

【解析】（1）檢驗裝置B的氣密性的方法是：關閉分液漏斗的活塞,將導管放入水中，手握錐形瓶加熱，觀察導管口有無氣泡，若有，表示裝置的氣密性良好；②根據反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置，用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固體藥品加熱的方法制取甲烷氣體，屬于固固加熱型，故選E作為發生裝置；甲烷空氣輕，極難溶于水，可用向下排空氣法或排水法收集，由于沒有向下排空氣法的裝置，故用排水法收集，選F裝置；選用F裝置收集甲烷，由于水只能從b端排出，故甲烷從a端通入；③過氧化氫接觸到二氧化錳后，反應便立即開始，不能人為控制其速率和生成氧氣的量，故要控制其反應速率，可通過控制過氧化氫的加入量來實現，分液漏斗就可以控制加入液體藥品的量和速率；④以石灰石和稀鹽酸為原料制取二氧化碳屬固液在常溫下的反應，選B裝置；鹽酸具有揮發性，會揮發出氯化氫氣體，要收集干燥、純凈的二氧化碳氣體，故要先通過飽和故碳酸氫鈉溶液將氯化氫氣體除去，再通過濃硫酸除去水蒸氣，最后用向上排空氣法收集二氧化碳，故所選儀器的連接順序為B→D→A→G；（2）④Al(OH)3和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉（NaAlO2）和水，反應的化學方程式表示為：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O；【提出猜想】根據質量可知常用的牙膏摩擦劑的主要成分有CaCO3、Al(OH)3、SiO2中的兩種成分，故摩擦劑的成分為Al(OH)3和CaCO3 或SiO2和Al(OH)3 或SiO2和CaCO3 ；根據資料：SiO2不溶于水，也不與鹽酸反應，則可加入的是稀鹽酸進行判斷。加入稀鹽酸后，固體全部溶解，有氣泡，石灰水變混濁，說明生成了二氧化碳，則樣品中含有碳酸鈣，那么猜想1成立，反應的化學方程式有：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O；若固體部分溶解，石灰水無明顯變化，那么猜想3成立；若固體部分溶解，石灰水變渾濁，則猜想2正確；【實驗反思】根據資料：偏鋁酸鈉和適量稀鹽酸反應生成氫氧化鋁。故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，觀察到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，之后有沉淀產生，最后沉淀全部溶解，可以判斷摩擦劑中一定含有氫氧化鋁。