Question

4．某化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂的成分及其含量进行以下探究：
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生成．利用图所示装置（夹持仪器略去），对该牙膏样品中碳酸钙的含量进行定量测定．

（1）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是CO₂+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+H₂O
（2）装置D的作用是防止空气进入C装置
（3）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气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收
（4）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
（5）实验中准确称取10.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g．则样品中碳酸钙的质量分数为20%
（6）有人认为不必测定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．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 装置先用通过氢氧化钠溶液的空气排净装置内空气，装置B中牙膏样品加入指示剂滴入盐酸全部反应，生成的二氧化碳气体通过装置C中氢氧化钡溶液全部吸收，装置D是防止空气中二氧化碳、水蒸气进入影响测定结果，最后通入空气吧生成的二氧化碳气体全部赶入装置C中完全吸收，
（1）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水；
（2）D是防止空气中二氧化碳和水蒸气进入影响测定结果；
（3）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；
（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；
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影响CO₂；
（5）BaCO₃质量为3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g；
（6）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

解答 解：（1）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，
故答案为：CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O；
（2）装置D的作用是防止空气中二氧化碳和水蒸气进入影响测定结果，
故答案为：防止空气进入C装置；
（3）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，
故答案为：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；
（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，不能提高提高测定准确度，故c符合；
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，影响CO₂，不能提高测定准确度，故d符合．
故答案为：cd；
（5）BaCO₃质量为3.94g，则n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=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$\frac{2g}{10.0g}$×100%=20%，
故答案为：20%；
（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：B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

点评 本题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，难度中等，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．