【2012优化方案 精品课件】苏教版 化学 选修6专题3课题1　牙膏和火柴头中某些成分的检验（共68张PPT）

(共68张PPT)
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。
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
探究整合应用
课题1
课前自主学案
自主学习
一、实验原理
1．牙膏的主要成分及其功能
名称 主要成分 功能
摩擦剂 磷酸钙或_______、__________、二氧化硅等 占牙膏成分的50%左右。用于增强牙膏的摩擦作用和去污效果，能有效去除牙齿表面上的污渍、牙斑、食物残渣等
发泡剂 __________________ 形成泡沫以起乳化、分散残留物，增强消除口腔污垢的作用
碳酸钙
氢氧化铝
十二烷基硫酸钠
名称 主要成分 功能
保湿剂 _____和水 使牙膏保持湿润
增稠剂 角叉胶或羧甲基纤维素钠 防止牙膏分离出水分，同时使牙膏具有适宜的黏度，易于从牙膏管中挤出成型
防腐剂 ___________ 抵制牙膏中微生物的生长
增香剂甜味剂 香精、糖精 改善牙膏的口感
着色剂 二氧化钛、食用色素 使牙膏变白或呈现不同的颜色
氟化物 氟化钠或一氟磷酸钠 主要用于预防龋齿
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)①氢氧化铜悬浊液要现用现配。②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10 mL 0.0005 mol·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0.0005 mol·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
自主体验
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(　　)
A B C D
碳酸钙 磷酸钙 氢氧化铝 二氧化硅
强电解质 无机盐 两性氢氧化物 两性氧化物
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
牙膏中某些主要成分的检验
(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：
例1
(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③步加入盐酸后会产生不同现象，请你填空：
摩擦剂 实验中出现的现象 解释
SiO2
CaCO3
Ca3(PO4)2 溶解无气体，加NaOH溶液至过量后又产生沉淀
Al(OH)3 溶解无气体，加NaOH溶液至过量先产生沉淀后溶解
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②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)
摩擦剂 实验中出现的现象 解释
SiO2 无明显现象 SiO2不与盐酸反应
CaCO3 溶解，有气泡产生 CaCO3＋2HCl=== CaCl2＋CO2↑＋H2O
Ca3(PO4)2 溶解无气体，加NaOH溶液至过量后又产生沉淀 Ca3(PO4)2＋6HCl===3CaCl2＋2H3PO4，
H3PO4＋3NaOH=== Na3PO4＋3H2O，
2Na3PO4＋3CaCl2=== Ca3(PO4)2↓＋6NaCl
Al(OH)3 溶解无气体，加NaOH溶液至过量先产生沉淀后溶解 Al(OH)3＋3HCl=== AlCl3＋3H2O，
AlCl3＋3NaOH=== Al(OH)3↓＋3NaCl，
Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]
(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。
Ⅰ.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____________________________。
Ⅱ.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8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3平均质量为3.94 g。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
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
Ⅱ.(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。
火柴头中硫元素、氯元素的检验
实验一：取两只洁净的小烧杯，标记为甲、乙，在乙烧杯中加入10 mL 0.001 mol·L－1 KMnO4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。
例2
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0.001 mol·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②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①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50 mL待测气体
例
②准确量取2 mL 1×10－4 mol·L－1KMnO4溶液，注入试管中，加入1滴6 mol· 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50 mL。记录抽气次数，计算实验结果。
请回答：
(1)取出1 mL此溶液后，稀释至100 mL时，还需要用到的定量仪器是________。
(2)不直接配制1×10－4 mol·L－1KMnO4溶液的原因是______________________________________
__________________________________。
不使用1×10－2 mol·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：
①配制KMnO4酸性溶液时，浓度不能太小，避免称量误差太大；同时为了避免实验的繁琐，KMnO4酸性溶液的浓度也不能太大。
②用KMnO4酸性溶液吸收甲醛时，抽气速度不能太快，避免吸收不完全。
③做三次平行实验，结果取平均值，以减小实验误差。
【答案】　(1)100 mL容量瓶
(2)直接配制1×10－4 mol·L－1 KMnO4溶液时，称量的KMnO4的质量太小，称量不方便，误差较大　若使用1×10－2 mol·L－1 KMnO4溶液，抽气次数多，操作繁琐
(3)溶液由浅红色刚好变为无色
(4)偏小
(5)7.5 mg/m3，超标
知能优化训练
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