Question

化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行了以下探究：
Ⅰ．查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生．请写出氢氧化铝和盐酸反应的化学方程式：

 

．
Ⅱ．牙膏样品中碳酸钙的定量测定：利用如图所示装置（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．
请依据实验过程回答下列问题：
（1）A中加入NaOH溶液的目的是

 

．
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气．除搅拌了B、C中反应物外，其作用还有：

 

．
（3）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是

 

．
（4）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是

 

．（填写标号）．
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
b．滴加盐酸的速度不宜过快
c．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
（5）实验中准确称取8.00g样品3份，进行3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

 

．
（6）有同学认为不必测定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．请判断是否可以并说明理由：

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,气体的净化（除杂）,中和反应及其应用,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：Ⅰ．氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，利用观察法配平即可；Ⅱ．（1）氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以A中氢氧化钠溶液是用来吸收空气中的二氧化碳；
（2）实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量，进而计算牙膏中碳酸钙的质量分数．装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小．
（3）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水．
（4）a、在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体，防止影响碳酸钡质量的测定；
b、滴加盐酸过快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出装置C．
c、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO₂．
（5）BaCO₃质量为3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g，再进行计算即可．
（6）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

解答：解：Ⅰ．氢氧化铝与盐酸反应生成氯化铝和水，利用观察法配平，方程式是：Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
Ⅱ．（1）氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以A中氢氧化钠溶液是用来吸收空气中的二氧化碳；
（2）装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小，持续缓缓通入空气的作用为：把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（3）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水，碳酸钡后面标上沉淀符号，反应方程式为CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O；
（4）a、在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体，防止影响碳酸钡质量的测定，可以提高测定准确度，故a不符合；
b、滴加盐酸过快CO₂，CO₂来不及被吸收，就排出装置C，滴加盐酸不宜过快，使二氧化碳吸收完全，可以提高测定准确度，故b不符合；
c、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO₂，不能提高测定准确度，故c符合；
（5）BaCO₃质量为3.94g，则n（BaCO₃）=

3.94g

197g/mol

=0.02mol，则n（CaCO₃）=0.02mol，质量为0.02mol×100g/mol=2g，所以样品中碳酸钙的质量分数为

2g

8g

×100%=25%．
（6）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中，导致测定二氧化碳的质量偏大，测定的碳酸钙的质量偏大，碳酸钙的质量分数偏高．
故答案为：Ⅰ．Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；Ⅱ．（1）吸收空气中的二氧化碳；（2）把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；（3）CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O；（4）c；（5）25%；（6）不可以，B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

点评：考查对实验原理与操作步骤的理解及评价、常用化学用语、化学计算、物质组成的测定等，难度较大，是对所需知识的综合运用，需要学生具有扎实的基础知识与分析问题、解决问题的能力，理解实验原理是解答的关键．