Question

1．化学兴趣小组对某品牌牙膏中磨擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏磨擦剂主要为碳酸钙；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生．
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BaCO₃沉淀的质量，以确定碳酸钙的质量分数．

依据实验过程回答下列问题：
（1）装置连接后，首先要进行的操作的名称是检查装置的气密性．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，还有把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（2）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O；D中碱石灰的作用为防止空气中的CO₂进入C干扰实验．
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是cd（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
（4）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃的平均质量为3.94g．则样品中碳酸钙的质量分数为25%（写出计算过程）．
（5）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，也可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B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

Answer 1

分析 （1）有关气体的制取实验书先要检查装置的气密性；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．
（2）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水．根据碱石灰的成分分析；
（3）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．
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，二氧化碳中混有的HCl与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，影响了CO₂的量；
（4）根据碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钡生成碳酸钡沉淀可建立碳酸钙与碳酸钡的关系式，利用题干中的质量关系解决即可．
（5）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中

解答 解：
（1）有关气体的制取实验书先要检查装置的气密性；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，反应方程式为CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O．D中碱石灰的作用为防止空气中的CO₂进入C干扰实验；
（3）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，不能提高提高测定准确度，故c符合；故选：c．
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，CO₂中混有的HCl与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，影响了CO₂的总量，不能提高测定准确度，故d正确；
（4）由于碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钡生成碳酸钡沉淀的方程式分别是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O，所以可建立CaCO₃→CO₂→BaCO₃的关系式；则设碳酸钙的质量分数为x．
CaCO₃→CO₂→BaCO₃
100          197
8g×x        3.94g
则$\frac{100}{8g×x}$=$\frac{197}{3.94g}$，解得x=25%．
（5）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：B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．
故答案为：
（1）检查装置的气密性；把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收
（2）Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O；防止空气中的CO₂进入C干扰实验
（3）cd；（4）25%
（5）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中（或其他合理答案）

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