Question

牙膏中的摩擦劑一般由CaCO₃、Al(OH)₃或SiO₂組成。某小組對幾種牙膏中摩擦劑成分及其含量進行探究：
（1）根據上述信息，推測摩擦劑應具備的性質有       
A．易溶于水      B．難溶于水       C．顆粒較大        D．顆粒較小
（2）已知A牌牙膏的摩擦劑是Al(OH)₃，取少量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾：
①往濾渣中加入過量NaOH溶液，Al(OH)₃與NaOH溶液反應的離子方程式____ __。
②往①所得濾液先通入過量CO₂，再加入過量稀鹽酸，觀察到的現象是          。
（3）已知B牌牙膏中摩擦劑可能含有一或兩種物質，將此牙膏的摩擦劑溶于鹽酸時，發現有不溶性物質。
① 對B品牌牙膏摩擦劑的成分提出合理假設：
假設1：只有SiO₂       假設2：可能有SiO₂和CaCO₃
假設3：可能有________________。
② 請設計方案對B品牌牙膏摩擦劑的成分進行驗證。填寫下表。限選試劑：稀鹽酸、稀硫酸、NaOH溶液、澄清石灰水

實驗步驟	預期現象和結論
步驟1：取適量牙膏樣品，加水成分攪拌、過濾，得濾液A和沉淀B。
步驟2：
步驟3：

（4）已知C牌牙膏中的摩擦劑為CaCO₃，為測定CaCO₃的質量分數，取20．0g牙膏樣品溶于水后過濾，將所得沉淀溶于100mL1mol/L的鹽酸（假設所得溶液體積不變），從所得的溶液中取20．00mL，用1mol/L NaOH溶液進行滴定，消耗NaOH溶液5．00mL，則C品牌牙膏中CaCO₃的質量分數為    _（保留四位有效數字）。．

Answer 1

（1）B D（3分，選1個對的得1分，全對3分）
（2）① Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O（3分，未配平扣1分）（或Al(OH)₃＋OH^－＝[Al(OH)₄]^－ ）
②通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體生成、沉淀溶解；（2分）（或：通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸沉淀溶解）
（3）①SiO₂和Al(OH)₃（或二氧化硅和氫氧化鋁）（1分，少一種不得分）
②（4分）

實驗步驟	預期現象和結論
步驟2：取適量沉淀B于試管中，滴加過量稀鹽酸（1分）	出現無色氣泡，說明含有碳酸鈣（1分）
步驟3：取步驟2的上層清液，滴加氫氧化鈉溶液（1分）	先生成沉淀，后沉淀溶解，說明含有氫氧化鋁。（1分）

 
（4）18．75% （或0．1875）( 3分)

試題分析：（1）牙膏中的摩擦劑一般由CaCO₃、Al(OH)₃或SiO₂組成，根據這幾種物質的特點都難溶于水，推測用于刷牙的固體顆粒不會太大，所以答案選BD。
（2）①Al(OH)₃難溶于水，書寫離子方程式時不能拆開，所以Al(OH)₃與NaOH溶液反應的離子方程式為Al(OH)₃＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O；
②往①所得濾液先通入過量CO₂，二氧化碳與偏鋁酸鈉反應生成氫氧化鋁沉淀，所以會看到有白色沉淀生成；再加入過量稀鹽酸，稀鹽酸和氫氧化鋁發生中和反應，沉淀消失，同時溶液中的碳酸氫根離子與氫離子反應生成二氧化碳氣體；
（3）①此牙膏的摩擦劑溶于鹽酸時，發現有不溶性物質。說明一定含二氧化硅，3種物質中選擇一種或2種其中必有二氧化硅的可能有3種，所以假設3應是可能有SiO₂和Al(OH)₃
②步驟1后得沉淀B，取適量B于試管中，加入稀鹽酸，若固體不溶解，則為假設1；若固體部分溶解且有氣體產生則為假設2；若固體部分溶解且無氣體產生則為假設3。
或者取適量B于試管中，加入稀鹽酸，有氣體產生，證明有碳酸鈣；取以上反應的清液，加入氫氧化鈉溶液，先生成沉淀，后沉淀溶解，說明含有氫氧化鋁。
（4）由消耗氫氧化鈉的體積可計算100mL的溶液中剩余H⁺的物質的量是5×10^-3L×1mol/L×5=0．025mol，則用于和碳酸鈣反應的H⁺的物質的量是0．1L×1mol/L-0．025mol=0．075mol，由2H⁺～CaCO₃得碳酸鈣的物質的量是0．0375mol，所以樣品中碳酸鈣的質量是3．75g，則碳酸鈣的質量分數是3．75g/20．0g×100%=18．75%。