Question

【题目】牙膏摩擦剂的类型很多，如CaCO3，SiO2或它们的混合物。某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究。

【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO3？

【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应。

【实验方案】 ①取少量牙膏于试管中，加入适量的稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有 _________ （填阴离子符号） ②取实验①中的溶液，加入碳酸钾溶液，生成白色沉淀，请写出该反应的化学方程式 __________________ 。

【提出问题2】该牙膏中CaCO3的质量分数是多少？

【实验装置】

【实验步骤】

（1）按如图连接好装置后，发现一处明显的错误，改正为 ；

（2）重新连接好装置，并 ；

（3）在B装置中加入牙膏样品8.00g ；

（4）关闭K1，打开K2，向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至B中无气泡产生时，停止滴加盐酸；

（5） （填“打开”或“关闭”）、并 ； 至C中不再产生沉淀；

（6）将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量。

实验数据如图（已知此品牌牙膏中的其他成分不和盐酸反应，装置内试剂均足量。）

【实验分析及数据处理】

（1）若没有A装置，则测定结果将 。（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（2）D装置的作用是 。

（3）据上面数据，计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是 。

(CO2 +Ba(OH)2==BaCO3↓+ H2O )

Answer 1

【答案】【实验方案】①CO32- ②K2CO3 + CaCl2 =CaCO3 ↓ + 2KCl

C装置中导管“长进短出” 检查装置的气密性

（5）关闭K2 打开K1；缓缓通入空气。

（6）①偏大 ②吸收空气中的二氧化碳，防止干扰③25%

【解析】

试题分析：

【实验方案】①取少量牙膏于试管中，加入适量的稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，即该物质中含有碳酸根离子，即是碳酸钙，碳酸钙中含有阴离子是碳酸根离子；②碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙，氯化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾：

K2CO3 + CaCl2 =CaCO3 ↓ + 2KCl；

【实验步骤】（1）要测定该牙膏中CaCO3的质量分数，加入稀盐酸后根据生成的二氧化碳的质量来计算碳酸钙的质量，即通过C装置中增加的质量来计算生成的二氧化碳的质量，故产生的二氧化碳要充分接触氢氧化钡，故C装置错误，C装置中的导管应“长进短出”；

（2）连接好装置后要检查装置的气密性，以免装置漏气；

（5）B中无气泡产生时，表示碳酸钙与稀盐酸完全反应。为了使二氧化碳充分吸收，故要关闭K2 打开K1，至C中不再产生沉淀表示二氧化碳已完全反应；

【实验分析及数据处理】（1）空气中含有二氧化碳，故A装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，若没有A装置，会导致测得的二氧化碳的质量偏大，即碳酸钙的质量分数偏大；

（2）D装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，防止干扰；

（3）利用化学方程式，根据反应的质量比即可计算出生成的二氧化碳的质量。

设二氧化碳的质量为x；

CO2 +Ba(OH)2==BaCO3↓+ H2O

44 197

X 3.94g

44／197=x／3.94g x=0.88g

二氧化碳中碳元素的质量=0.88g×12／44×100%=0.24g；

碳酸钙的质量=0.24g÷12／100×100%=2g

样品中碳酸钙的质量分数=2g／8g×100%=25%