(教科书第70页第8题)牙膏中常需添加的碳酸钙,可用石灰石为原料来制取。
(1)查阅资料,说明牙膏中添加碳酸钙的原因。
(2)石灰石的主要成分是碳酸钙,为什么不能在牙膏中直接添加石灰石?
(3)请设计一个以石灰石为原料制备碳酸钙的方案。要求:① 充分利用原料;② 以流程图的形式呈现制备方案。(已知:碳酸钙在高温条件下可以分解生成氧化钙和二氧化碳。)
(4)与一位同学的方案比较,说明各自方案的优点和不足。
邀请的同学是。你与该同学的方案是否一致?你们的方案有哪些优点和不足?

(1) ① 增强清洁效果，帮助去除牙齿表面的牙垢和污渍。② 提供矿化作用，增强牙齿的硬度。③ 调整牙膏质地，在牙膏中作为稳定剂，增强牙膏的黏性和稠度。④ 维持口腔内的酸碱平衡，增强牙齿抵抗酸腐蚀的能力，减少发生龋齿的风险 (2) ① 石灰石是混合物，除碳酸钙外还有其他杂质，会影响健康；② 石灰石的颗粒大小不一，且通常较粗糙，会损伤牙齿和牙龈 (3) (4) 略

【分析】本题以牙膏中碳酸钙的制备为载体，考查钙的化合物的性质与转化，以及化学在生活中的应用。解题思路：第(1)问需结合牙膏的功能，思考碳酸钙作为添加剂的作用；第(2)问对比纯碳酸钙与石灰石的组成和性质差异，分析不能直接使用的原因；第(3)问利用碳酸钙高温分解、氧化钙与水反应、氢氧化钙与二氧化碳反应的转化关系，设计流程并循环利用原料；第(4)问为开放性问题，需对比不同方案的优缺点。
【解析】
(1) 牙膏中添加碳酸钙的原因：① 碳酸钙硬度适中，可增强清洁效果，帮助去除牙齿表面的牙垢和污渍；② 能为牙齿提供钙源，起到矿化作用，增强牙齿硬度；③ 可调整牙膏质地，作为稳定剂增强牙膏的黏性和稠度；④ 能维持口腔内的酸碱平衡，增强牙齿抵抗酸腐蚀的能力，减少龋齿风险。
(2) 石灰石不能直接添加的原因：① 石灰石是混合物，除主要成分碳酸钙外还含其他杂质，会影响口腔健康；② 石灰石颗粒大小不一且通常较粗糙，易损伤牙齿和牙龈。
(3) 制备方案流程图：，流程说明：将石灰石研磨后高温煅烧，生成氧化钙和二氧化碳；氧化钙加水溶解得到氢氧化钙溶液，过滤除去不溶性杂质；将煅烧产生的二氧化碳通入氢氧化钙溶液中，反应生成碳酸钙沉淀；过滤后洗涤沉淀，低温烘干得到牙膏用碳酸钙，同时将过滤后的滤液（氢氧化钙溶液）循环利用，充分利用原料。
(4) 本题为开放性问题，邀请的同学可根据实际情况填写，若方案一致，优点为原料利用率高，符合绿色化学；不足为步骤较多，操作稍复杂；若方案不同则对比各自优缺点，此处按要求为略。
【答案】
(1) ① 增强清洁效果，帮助去除牙齿表面的牙垢和污渍。② 提供矿化作用，增强牙齿的硬度。③ 调整牙膏质地，在牙膏中作为稳定剂，增强牙膏的黏性和稠度。④ 维持口腔内的酸碱平衡，增强牙齿抵抗酸腐蚀的能力，减少发生龋齿的风险
(2) ① 石灰石是混合物，除碳酸钙外还有其他杂质，会影响健康；② 石灰石的颗粒大小不一，且通常较粗糙，会损伤牙齿和牙龈
(3)
(4) 略
【知识点】碳酸钙的性质、钙的化合物转化、化学与生活
【点评】本题将化学知识与生活应用结合，考查钙的化合物的转化规律，同时要求学生设计制备流程并评价方案，体现了化学的实用性，能培养学生的知识应用和评价能力。
【难度系数】0.5