Question

【題目】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，如表所示：

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）為了探究牙膏的酸堿性，設計的方案為 ．
（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的現象

實驗中預期出現的現象	實驗結論
①	猜想1成立
②	猜想2成立
③	猜想3成立

【實驗結論】經過實驗探究后得出該牙膏中的摩擦劑主要成分是碳酸鈣．
（3）【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，設計了如圖所示裝置來
完成實驗：

①C裝置應當選擇Ⅰ、Ⅱ中的（填Ⅰ或Ⅱ），你選擇的理由是 ．
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，請說出改裝后的優點 ．
③要想得到碳酸鈣的質量分數，除了稱量反應前所取牙膏的質量外，還必須稱量的質量．

Answer 1

【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）濾渣不消失；濾渣消失，并有氣泡產生；濾渣消失
（3）Ⅰ；保證生成的二氧化碳被完全吸收；使反應產生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收；C處裝置Ⅰ增重
【解析】（1）根據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．
所以答案是：

實驗中預期出現的現象	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，其作用是使反應產生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收．故填：使反應產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，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】

實驗中預期出現的現象	實驗結論
①濾渣不消失	猜想1成立
②濾渣消失，并有氣泡產生	猜想2成立
③濾渣消失	猜想3成立

【拓展延伸】
①Ⅰ；保證生成的二氧化碳被完全吸收；
②使反應產生的二氧化碳全部被氫氧化鈉溶液吸收；
③C處裝置Ⅰ增重．