高二化学同步课件：3.1 牙膏和火柴头中某些成分的检验（苏教版选修6）

课题1牙膏和火柴头中某些成分的检验 学习目标1 知道牙膏的主要成分及其功能 2 理解检验牙膏中含有的碳酸钙 甘油的化学原理 学会检验的操作方法 3 知道火柴头的主要化学成分及火柴起火的原理 理解检验火柴头中含有的硫元素 氯元素的化学原理 学会检验的操作方法 4 通过实验 了解物质的检验过程 初步学会设计实验方案进行其他物质的检验 课前自主学案 一 实验原理1 牙膏的主要成分及其功能 碳酸钙 氢氧化铝 十二烷基硫酸钠 甘油 安息香酸钠 2 牙膏中的碳酸钙 甘油的检验牙膏中的碳酸钙与盐酸反应的化学方程式是 多羟基化合物与新制的Cu OH 2悬浊液反应可产生绛蓝色的溶液 牙膏中的甘油与新制氢氧化铜反应的化学方程式是 CaCO3 2HCl CaCl2 CO2 H2O 利用上述反应 可检验牙膏中碳酸钙和甘油的存在 牙膏中的十二烷基硫酸钠 氟化钠等溶于水水解使溶液显 性 碱 3 火柴起火的原理安全火柴的火柴盒侧面涂有 发火剂 和Sb2S3 易燃物 等 火柴头上的物质一般是 MnO2等氧化剂和易燃物如 等 当两者摩擦时 因摩擦产生的热使与氯酸钾等接触的红磷燃烧 并引起火柴头上的易燃物燃烧 生成一定量的 红磷 KClO3 硫 二氧化硫 思考感悟 1 检验牙膏中的CaCO3时 能否用稀H2SO4代替稀盐酸 2 检验牙膏中的甘油时 应注意哪些问题 提示 1 不能 因为CaCO3和稀H2SO4反应生成微溶的CaSO4覆盖在CaCO3的表面 阻止反应继续进行 现象不明显 2 氢氧化铜悬浊液要现用现配 牙膏中甘油含量较少 新制Cu OH 2悬浊液不宜加得太多 否则Cu OH 2的颜色会对实验现象产生干扰 二 实验步骤1 牙膏中某些主要成分的检验 2 火柴头中硫元素 氯元素的检验 1 检验火柴头燃烧后是否有二氧化硫气体生成用稀 溶液检验火柴头燃烧时产生的气体中是否含有二氧化硫气体 KMnO4酸性 方案1 取两只洁净的小烧杯 标记为甲 乙 在乙烧杯中加入10mL0 0005mol L 1浅红色KMnO4酸性溶液 将两根安全火柴伸入甲烧杯里 再用一根燃着的火柴点燃火柴头 如图所示 待火柴头烧完即将火柴移出 迅速将甲烧杯倒扣在乙烧杯上 轻轻振荡乙烧杯 可见烧杯中 KMnO4酸性溶液褪色 方案2 用漏斗 试管 注射器 导管等组成如图所示的装置 将两根安全火柴放在漏斗下面 用一根燃着的火柴点燃火柴头 使火柴头燃烧 慢慢拉动注射器的活塞进行抽气 让火柴头燃烧产生的气体通过浅红色的0 0005mol L 1KMnO4酸性溶液 可见 KMnO4酸性溶液褪色 AgNO3溶液 稀硝酸 溶液中出现白色沉淀 NaNO2 白色沉淀 1 2011年徐州高二检测 牙膏中的摩擦剂主要是不溶于水的碳酸钙 磷酸钙 氢氧化铝 二氧化硅等 下表中关于摩擦剂所属物质类别的判断错误的是 解析 选D SiO2是酸性氧化物而非两性氧化物 答案 B 3 检验火柴头完全燃烧生成的气体中含有二氧化硫的最佳试剂是 A 澄清石灰水B 品红溶液C 双氧水D 氯化钡溶液解析 选B 能使澄清石灰水变浑浊的也可能是CO2 SO2不能与氯化钡溶液反应 SO2有还原性可以与H2O2反应 但没有明显现象 故也不能用于检验二氧化硫 SO2具有漂白性 能使品红溶液褪色 故可以用于检验 课堂互动讲练 2011年无锡高二检测 如图是牙膏中某些主要成分检验流程图 请回答以下问题 1 牙膏中的摩擦剂约占牙膏成分的50 主要用于增强牙膏的摩擦作用和去污效果 不同种类的牙膏含有的摩擦剂有所不同 在上述流程图的第 步加入盐酸后会产生不同现象 请你填空 请你写出上述方案中有关反应的化学方程式 a b c 3 新制Cu OH 2的配制方法是 牙膏中含有一定量的甘油 其主要功能是作保湿剂 在流程图的第 步得到的澄清溶液中加入新制Cu OH 2 产生的现象是 化学方程式为 4 实验测定澄清溶液的pH 7 可能原因是 用离子方程式表示 根据以上原理 请你提出一种其它促进矿化的方法 解析 本题以牙膏中主要成分的检验为背景 综合考查了摩擦剂SiO2 CaCO3 Ca3 PO4 2 Al OH 3与盐酸反应的现象 CaCO3 CaO Ca OH 2 CaCO3的转化 甘油的检验以及盐的水解 难溶电解质的溶解平衡等有关知识 答案 1 4 F H2O HF OH 5 进食后细菌和酶作用于食物 产生有机酸 使反应Ca5 PO4 3OH s 5Ca2 3PO3 4 OH 平衡向右移动 导致牙齿表面的保护物质破坏Ca5 PO4 3OH F Ca5 PO4 3F OH 饮食中增加含Ca2 比较丰富的食物 变式训练1 2011年高考福建卷 化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究 查得资料 该牙膏摩擦剂由碳酸钙 氢氧化铝组成 牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生 摩擦剂中氢氧化铝的定性检验取适量牙膏样品 加水充分搅拌 过滤 1 往滤渣中加入过量NaOH溶液 过滤 氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是 2 往 1 所得滤液中先通入过量二氧化碳 再加入过量稀盐酸 观察到的现象是 牙膏样品中碳酸钙的定量测定利用下图所示装置 图中夹持仪器略去 进行实验 充分反应后 测定C中生成的BaCO3沉淀质量 以确定碳酸钙的质量分数 依据实验过程回答下列问题 3 实验过程中需持续缓缓通入空气 其作用除了可搅拌B C中的反应物外 还有 4 C中反应生成BaCO3的化学方程式是 5 下列各项措施中 不能提高测定准确度的是 填标号 a 在加入盐酸之前 应排净装置内的CO2气体b 滴加盐酸不宜过快c 在A B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置d 在B C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置 6 实验中准确称取8 00g样品三份 进行三次测定 测得BaCO3平均质量为3 94g 则样品中碳酸钙的质量分数为 7 有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量 只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差 一样可以确定碳酸钙的质量分数 实验证明按此方法测定的结果明显偏高 原因是 3 从装置图分析可知 为保证实验的准确性 应将装置内的空气排尽 防止空气中CO2的干扰 同时要将反应产生的CO2尽可能全部被Ba OH 2溶液吸收 因此需要持续通入吸收掉CO2后的空气 4 Ba OH 2溶液足量 因此反应方程式为CO2 Ba OH 2 BaCO3 H2O 5 由前面分析知 a可提高测定准确度 B装置中有酸碱指示剂 说明反应中盐酸的加入量是有限制的 为保证准确 滴加过程要慢 b不符合题意 B中装有溶液 因此气体通入前没必要干燥 c符合题意 在B C之间连接盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶会造成Ba OH 2溶液还可能吸收由挥发出的氯化氢与NaHCO3反应生成的CO2气体 干扰实验 d符合题意 实验一 取两只洁净的小烧杯 标记为甲 乙 在乙烧杯中加入10mL0 001mol L 1KMnO4酸性溶液 将两根火柴伸入甲烧杯里 再用一根燃着的火柴点燃火柴头 如图所示 待火柴头燃尽 即将火柴移出 迅速将甲烧杯倒扣在乙烧杯上 轻轻振荡乙烧杯 观察实验现象 实验二 用漏斗 试管 注射器 导管等组成如图装置 将两根火柴放在漏斗下面 用一根燃着的火柴点燃火柴头 使火柴头燃烧 慢慢拉动注射器的活塞进行抽气 让火柴头燃烧产生的气体通过0 001mol L 1KMnO4酸性溶液 观察实验现象 实验三 将燃尽的火柴头浸泡在少量水中 片刻后取少量溶液于试管中 滴加AgNO3溶液和稀硝酸 观察实验现象 实验四 将3 4根火柴头摘下浸于水中 片刻后取少量溶液于试管中 加AgNO3溶液 稀硝酸和NaNO2溶液 观察实验现象 问题1 安全火柴盒侧面涂有红磷 发火剂 和Sb2O3 易燃物 等 火柴头上的物质一般是 等氧化剂和 等易燃物 问题2 实验一和实验二均可观察到的实验现象是 请用化学方程式说明产生这种现象的原因 实验一设计的方案还利用了SO2的一种 性质 问题3 写出以下反应的化学方程式 1 将SO2通入氯水中 浅黄绿色褪成无色 体现了SO2的 性 2 将SO2通入溴水中 红棕色褪为无色 体现了SO2的 性 3 将SO2通入无色的氢硫酸溶液 溶液变浑浊 体现了SO2的 性 问题4 实验三可观察到白色沉淀 产生 说明将燃尽的火柴头浸泡在少量水中 会有 物质被浸出 产生该物质的反应方程式为 主要是把火柴头中含有的 转化为 问题5 实验四产生的白色沉淀为 NaNO2的作用是 反应的离子方程式为 解析 火柴头上的氯 硫元素存在的形式分别是KClO3和S单质 其中S燃烧生成SO2 利用SO2的还原性可以使KMnO4酸性溶液 氯水等褪色 利用SO2的氧化性可以与H2S反应生成S检验硫元素的存在 而氯元素 KClO3可以氧化NaNO2而本身被还原成Cl 与Ag 结合生成白色沉淀AgCl 变式训练2 2011年金华高二检测 某兴趣小组为验证日常生活用的火柴头上含有KClO3 MnO2 S 设计了以下实验流程图 请回答以下问题 1 为验证气体A 按右图所示进行实验 若能观察到 的现象 即可证明火柴头上含有硫元素 可用于替代试管中高锰酸钾酸性溶液的试剂有 填编号 A 品红溶液B 饱和石灰水C 稀溴水D 烧碱溶液 2 步骤 的实验操作装置如图所示 其中仪器A的名称是 仪器B的名称是 该操作的工作原理是 有关的离子反应方程式为 有人提出上述方法中出现白色沉淀并不能充分说明火柴头上KClO3的存在 其理由是 5 写出步骤 中发生反应的化学方程式 解析 A气体为SO2 可用高锰酸钾酸性溶液检验 也可用溴水或品红溶液检验 但不可用Ca OH 2溶液 因为CO2具有同样的现象 氯元素的检验可利用AgNO3溶液加稀HNO3 但要注意AgNO2也为白色沉淀 探究整合应用 2 抽气测定 每次抽50mL待测气体 准确量取2mL1 10 4mol L 1KMnO4溶液 注入试管中 加入1滴6mol L 1H2SO4溶液 按如图所示组装好装置 置于待测地点 缓慢抽气 每次抽气50mL 记录抽气次数 计算实验结果 请回答 1 取出1mL此溶液后 稀释至100mL时 还需要用到的定量仪器是 2 不直接配制1 10 4mol L 1KMnO4溶液的原因是 不使用1 10 2mol L 1KMnO4溶液的原因是 3 判断实验达到终点时的现象是 4 抽气速度太快 对实验结果的影响是 填 偏大 偏小 或 无影响 5 若某同学三次实验的结果是平均抽气次数为20次 设实验时处于标准状况 通过计算说明 该室内的空气中甲醛的浓度是否超标 解析 本实验是一个定量实验 为了减小实验误差 应注意以下几方面 配制KMnO4酸性溶液时 浓度不能太