課題1牙膏及火柴頭中某些成分檢驗(yàn)

專題3物質(zhì)的檢驗(yàn)與鑒別

課題1

牙膏和火柴頭中某些成分的檢驗(yàn)化學(xué)是魔術(shù)的世界，它帶給你撲朔迷離的現(xiàn)象；化學(xué)是真實(shí)的天空，它向你解釋科學(xué)的真諦……驗(yàn)證物質(zhì)的基本方法提出假設(shè)設(shè)計(jì)方案實(shí)驗(yàn)探究觀察現(xiàn)象得出結(jié)論重新假設(shè)……牙膏的歷史美國牙科醫(yī)學(xué)會(huì)和美國牙科博物館等專業(yè)機(jī)構(gòu)所收集發(fā)表的專題文章說：除了早有牙刷和刷牙之外，中國還在公元前2700年左右使用針灸為蛀牙止痛，在公元500年左右（南北朝時(shí)期）就用上了類似于牙膏的漱口劑，在公元700年左右（唐朝）使用汞合金修牙，而在公元1498年（明朝）已形成了如今流行的刷牙方式的雛形。

大約280年后，1780年，英國的威廉·艾迪斯發(fā)明制作了西方世界正式的第一把牙刷，使用的材料是西伯利亞和中國的豬毛。1857年，美國的H.N.瓦茲諾孜發(fā)明和申請(qǐng)了北美市場的第一個(gè)牙刷專利。不久，麻省的福洛倫斯制造公司用改良技術(shù)大批生產(chǎn)廉價(jià)牙刷，使美國由牙刷進(jìn)口國變?yōu)檠浪⒅圃靽烷_始參與牙刷產(chǎn)品的國際市場競爭。

在《紅樓夢》中曾記載賈寶玉每天清晨就有用鹽擦牙的習(xí)慣：“寶玉也不理，忙忙的要過青鹽擦了牙，嗽了口”。早期，人們使用食鹽來清潔牙齒。早期的牙粉主要用碳酸鈣作為磨擦劑、以肥皂為表面活性劑。這種牙粉雖然也可以起到清潔牙齒的作用，但口感不好，并不受到大家的歡迎。上個(gè)世紀(jì)40年代起，由于科技的迅速發(fā)展，牙膏工業(yè)也得到很大的改進(jìn)，一方面是新的磨擦劑、保濕劑、增稠劑和表面活性劑的開發(fā)和應(yīng)用，使牙膏產(chǎn)品質(zhì)量不斷升級(jí)換代；另一方面，牙膏還從普通的潔齒功能發(fā)展為添加藥物成為防治牙病的口腔衛(wèi)生用品，最突出的是加氟牙膏，使齲齒病發(fā)病率大大減少。70年代，又出現(xiàn)了含酶牙膏，既能清潔口腔，又能防治多種齒病。

[交流與討論]1、牙膏的成份是什么？2、牙膏中的成分都有哪些作用呢？3、牙膏中哪些成份我們可以用中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中的常用藥品和儀器進(jìn)行檢驗(yàn)？牙膏中某些主要成分的檢驗(yàn)牙膏中的主要成分及其功能名稱主要成分功能摩擦劑磷酸鈣或碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅等占牙膏成分的50%左右。用于增強(qiáng)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?jiān)劝l(fā)泡劑十二烷基硫酸鈉形成泡沫以起乳化、分散殘留物，增加消除口腔污垢的作用保濕劑甘油和水使牙膏保持濕潤增稠劑角叉膠或羧甲基纖維素鈉防止牙膏分離出水分，同時(shí)使牙膏具有適宜的黏度，易于從牙膏管中擠出成型防腐劑安息香酸鈉抑制牙膏中微生物的生長增香劑甜味劑香精糖精改善牙膏的口感著色劑二氧化鈦、食用色素使牙膏變白或呈現(xiàn)不同的顏色氟化物氟化鈉或一氟磷酸鈉主要用于預(yù)防齲齒[活動(dòng)與探究][問題1]：如果牙膏中摩擦劑只有一種，如何檢驗(yàn)?zāi)闶褂玫难栏嘀心Σ羷┦鞘裁?？?qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論填入下表摩擦劑：磷酸鈣、碳酸鈣、氫氧化鋁、二氧化硅實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的現(xiàn)象結(jié)論解釋加入過量稀鹽酸溶解且產(chǎn)生氣體加入過量稀鹽酸不溶解加入過量稀鹽酸溶解無氣體，再加NaOH至過量后，又產(chǎn)生沉淀加入過量稀鹽酸溶解無氣體，加NaOH至過量先產(chǎn)生沉淀后溶解摩擦劑為SiO2摩擦劑為CaCO3摩擦劑為Ca3(PO4)2摩擦劑為Al(OH)3[問題2]：如何檢驗(yàn)牙膏中含有甘油？[實(shí)驗(yàn)方案]

取少量牙膏樣品于小燒杯中，加蒸餾水、攪拌，靜置，取上層清液滴入新制的Cu(OH)2懸濁液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]：產(chǎn)生絳藍(lán)色的溶液[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]：牙膏中含有甘油。分析：多羥基化合物與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)產(chǎn)生絳藍(lán)色的溶液。寫出甘油與新制的Cu(OH)2懸濁液反應(yīng)的化學(xué)方程式[問題3]：牙膏水溶液是酸性的還是堿性的？[實(shí)驗(yàn)方案]：用玻璃棒醮牙膏溶于水的澄清液滴在PH紙上，與比色卡對(duì)照。[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]：PH＞7[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]：牙膏水溶液顯堿性。分析：牙膏中的十二烷基硫酸鈉、氟化鈉等溶于水水解使溶液顯堿性?；鸩裰心承┏煞值臋z驗(yàn)安全火柴的起火原理安全火柴的火柴盒側(cè)面有紅磷（發(fā)火劑）和Sb2S3（易燃物）等，火柴頭上的物質(zhì)一般是KClO3、MnO2等氧化劑和易燃物如硫等。當(dāng)兩者摩擦?xí)r，因摩擦產(chǎn)生的熱使與氯酸鉀等接觸的紅磷發(fā)火，并引起火柴頭上的易燃物燃燒，生成一定量的二氧化硫。如何驗(yàn)證火柴頭中的硫、氯元素？

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程交流與討論：火柴頭點(diǎn)燃?xì)怏w(含二氧化硫)固體殘留物(氯化鉀)??[實(shí)驗(yàn)方案][方案1]：用品紅溶液……[方案2]：用酸性KMnO4溶液……[方案3]：用紫色石蕊溶液……[方案4]：用滴有酚酞的NaOH溶液…[方案5]：溴水溶液……[方案6]：FeCl3溶液………………1、二氧化硫氣體的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)方案及操作注意事項(xiàng)方案1：取兩只潔凈的大小不一的燒杯，小的為甲、大的為乙，在乙燒杯中加入10mL淺紅色0.0005mol·L-1KMnO4酸性溶液，如圖所示。操作注意點(diǎn)：將多根安全火柴伸入甲燒杯中，再用一根燃著的火柴點(diǎn)燃火柴頭，待火柴頭完全燒完，即將火柴移出，迅速將甲燒杯倒扣在乙燒杯上，輕輕振蕩乙燒杯。方案2：用漏斗、試管、注射器、導(dǎo)管等組成如圖所示裝置。將多根安全火柴放在漏斗下面，用一根燃著的火柴點(diǎn)燃火柴頭，使火柴燃燒。慢慢拉動(dòng)注射器的活塞進(jìn)行抽氣，讓火柴頭燃燒產(chǎn)生的氣體通過淺紅色的0.0005mol·L-1KMnO4酸性溶液。操作注意點(diǎn)：（1）、可根據(jù)氣泡的快慢來判斷抽氣的快慢，抽氣不宜過快；（2）、每次引燃4根火柴，兩次即可；（3）、酸性KMnO4用量不宜多。[實(shí)驗(yàn)原理]：KClO3和MnO2

混合受熱會(huì)分解，但受熱時(shí)有硫等易燃物存在；會(huì)發(fā)生劇烈反應(yīng)，可能有危險(xiǎn)，也不可能進(jìn)一步檢驗(yàn)氯元素的存在。[提示]：應(yīng)考慮將ClO3－中的氯元素轉(zhuǎn)化為Cl－離子再進(jìn)一步檢驗(yàn)：⑴火柴頭燃燒時(shí)，ClO3－會(huì)被硫等還原為Cl－⑵可以用還原劑如NaNO2等將ClO3－還原為Cl－,再對(duì)Cl－進(jìn)行檢驗(yàn)。驗(yàn)證火柴頭中氯元素的存在[實(shí)驗(yàn)操作][方案1]：將燃盡的火柴頭浸泡在少量水中，片刻后取少量溶液于試管中，滴加AgNO3和稀硝酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。[方案2]：將3－4根火柴頭摘下浸于水中，片刻后取少量溶液于試管中，依次加NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。ClO3—3NO2—++Ag++AgCl↓—3NO3＝說明：該實(shí)驗(yàn)操作簡單，現(xiàn)象明顯，效果很好。操作注意點(diǎn)：若氣溫較低，按書本上要求操作很難觀察到現(xiàn)象，可將火柴頭浸于水中后微熱，促進(jìn)KClO3的溶解，加入相關(guān)藥品后再微熱，加快KClO3和NaNO2的氧化還原反應(yīng)，提高溶液中Cl-的濃度，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯?；瘜W(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究：查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時(shí)無氣體產(chǎn)生。(課時(shí)作業(yè)P102)Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢?、過濾。(1)往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________。(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現(xiàn)象是__________________________________________。Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定利用下圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測定C中生成的BaCO3沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。Al(OH)3＋OH－===Al(OH)4-通入CO2氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀溶解依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：(3)實(shí)驗(yàn)過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝?。其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外，還有_________________________________________。(4)C中反應(yīng)生成BaCO3的化學(xué)方程式是_____________________________________。(5)下列各項(xiàng)措施中，不能提高測定準(zhǔn)確度的是___。a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體b．滴加鹽酸不宜過快c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置d．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2Ocd

(6)實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣