Question

某研究性学习小组的同学通过课外学习了解到：某品牌牙膏中含有摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、黏合剂、香料、甜味剂等成分，其中的摩擦剂除了含CaCO₃外，可能还含有Al(OH)₃、SiO₂中的一种或两种。为探究该品牌牙膏中摩擦剂的成分，该小组的同学进行了如下实验(牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生)：

请回答下列问题：
（1）操作Ⅰ中涉及的玻璃仪器有烧杯、________、________。
（2）写出下列操作过程涉及的离子方程式：
操作Ⅲ：______________________________，
操作Ⅳ：______________________________。
（3）该摩擦剂中除CaCO₃外，肯定含有__________________。
（4）为进一步探究摩擦剂中碳酸钙的含量，该小组同学利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验。

请回答下列问题：
①实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可充分混合装置乙和丙中的反应物外，还有________的作用；
②丙中主要反应的化学方程式是________________；
③实验中准确称取4.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃的平均质量为1.97 g，计算样品中碳酸钙的质量分数(要求有计算过程)：__________________________；
④有同学认为只要测定装置丙在吸收CO₂前后的质量差，不必测定装置丙中生成的BaCO₃质量，一样可以确定碳酸钙的质量分数。你认为该方案是否可行？________，简述理由：________。

Answer 1

（1）玻璃棒　漏斗
（2）Al^3＋＋4OH^－=AlO₂^-＋2H₂O　SiO₂＋2OH^－=SiO₃^2-＋H₂O
（3）Al(OH)₃、SiO₂
（4）①把生成的CO₂全部排入丙装置中，使之完全被Ba(OH)₂吸收
②Ba(OH)₂＋CO₂=BaCO₃↓＋H₂O
③25%　由转化关系可知n(CaCO₃)＝n(CO₂)＝n(BaCO₃)＝1.97 g/197 g·mol^－1＝0.01 mol，所以m(CaCO₃)＝0.01 mol×100 g/mol＝1.00 g，w(CaCO₃)＝1.00 g÷4.00 g×100%＝25%
④不可行　乙中的水蒸气、HCl气体等进入装置丙中造成实验误差

（1）操作Ⅰ是过滤操作。（2）操作Ⅲ发生的是Al^3＋和过量的NaOH溶液生成NaAlO₂的反应；操作Ⅳ发生的是不溶于盐酸的SiO₂与NaOH溶液发生的反应。
（4）①空气可将生成的CO₂赶入丙中。
点拨：本题考查化学实验，考查考生实验设计的能力。难度中等。