高中化学苏教版选修六专题三物质的检验与鉴别：3.1《牙膏和火柴头中某些成分的检验》同步课件（苏教版选修6）（ 2013高考）

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 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： CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O 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10 mL 0.0005 molL1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 molL1KMnO4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( ) ABCD 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： 例例1 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 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pH7，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； CaCO3CaOCa(OH)2CaCO3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 CaCO 3 溶解，有气泡产生 CaCO32HCl= CaCl2 CO2H2O Ca3(P O4)2 溶解无气体，加 NaOH溶液至过量 后又产生沉淀 Ca3(PO4)26HCl=3CaCl2 2H3PO4， H3PO43NaOH= Na3PO4 3H2O， 2Na3PO43CaCl2= Ca3(PO4)26NaCl 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)33HCl= AlCl3 3H2O， AlCl33NaOH= Al(OH)3 3NaCl， Al(OH)3NaOH=NaAl(OH)4 (4)FH2O HFOH (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) 5Ca23PO34 OH平衡向右移动，导致牙齿表面的保护物质 破坏 Ca5(PO4)3OHF Ca5(PO4)3FOH 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AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置 d在BC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 _ _ _ _。 .(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=BaCO3H2O。 (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BC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 molL1 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。 例例2 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 molL1KMnO4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34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50 mL待测气体 例例 准确量取2 mL 1104 molL1KMnO4溶液， 注入试管中，加入1滴6 mol L1H2SO4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1104 molL1KMnO4溶液的原 因是_ _。 不使用1102 molL1KMnO4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