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    9．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图1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、玻璃棒、漏斗．
    （2）写出下列操作Ⅳ的离子方程式：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O．
    （3）该摩擦剂中除CaCO3外，肯定含有Al（OH）3、SiO2．
    （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2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，还有把生成的CO2气体全部排入丙中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收的作用；
    ②丙中主要反应的化学方程式是Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O
    ③实验中准确称取4.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3的平均质量为1.97g，计算样品中碳酸钙的质量分数：25%
    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？不可行，简述理由：这样测得的结果会偏大，因为乙中的水蒸气、HCl气体会进入装置丙中使得CO2称量结果偏大．

    分析 操作Ⅰ得到沉淀A，则操作Ⅰ为过滤，沉淀A为不溶性物质，为碳酸钙、氢氧化铝和二氧化硅等；加入盐酸，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，二氧化硅不反应，故通过操作Ⅱ即过滤得到的沉淀C为二氧化硅等不溶性物质，气体D为二氧化碳，溶液B中钙离子和铝离子，溶液B中加入过量氢氧化钠，铝离子生成偏铝酸钠，沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水，二氧化碳和过量澄清石灰水生成碳酸钙沉淀，据此分析，
    （1）根据过滤操作分析所用仪器；
    （2）沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水；
    （3）通过操作Ⅲ证明沉淀A含氢氧化铝，通过操作Ⅳ证明沉淀A含二氧化硅；
    （4）该实验方案是测定丙中生成的BaCO3沉淀质量，确定生成的二氧化碳的质量，进而以确定碳酸钙的质量分数．
    ①实验装置中会残留部分二氧化碳，影响丙中二氧化碳质量的沉淀，需要通入空气将装置内的二氧化碳完全排入丙中被吸收；
    ②氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡和水；
    ③根据碳酸钡的质量计算反应生成二氧化碳的物质的量，由碳元素守恒可知牙膏中n（CO2）=n（CaCO3），进而计算碳酸钙质量，根据质量分数定义计算；
    ④乙中的水蒸气、HCl气体会进入装置丙中使得CO2称量结果偏大．

    解答 解：操作Ⅰ得到沉淀A，则操作Ⅰ为过滤，沉淀A为不溶性物质，为碳酸钙、氢氧化铝和二氧化硅等；加入盐酸，碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水，二氧化硅不反应，故通过操作Ⅱ即过滤得到的沉淀C为二氧化硅等不溶性物质，气体D为二氧化碳，溶液B中钙离子和铝离子，溶液B中加入过量氢氧化钠，铝离子生成偏铝酸钠，沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水，二氧化碳和过量澄清石灰水生成碳酸钙沉淀．
    （1）过滤操作所用仪器为：烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台等，故答案为：玻璃棒；漏斗；
    （2）沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水，反应的离子方程式为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
    故答案为：SiO2+2OH-=SiO32-+H2O；
    （3）溶液B中含钙离子和铝离子，溶液B中加入过量氢氧化钠，先生成沉淀，后部分溶解，说明含铝离子，铝离子生成偏铝酸钠，反应的离子方程式为：Al3++4OH-=AlO2-+2H2O，钙离子和氢氧化钠生成氢氧化钙沉淀，反应的离子方程式为：Ca2++2OH-=Ca（OH）2↓说明沉淀沉淀A中含氢氧化铝；二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水，沉淀C能和氢氧化钠反应，故沉淀C为二氧化硅；
    故答案为：Al（OH）3、SiO2；
    （4）该实验方案是测定丙中生成的BaCO3沉淀质量，确定生成的二氧化碳的质量，进而以确定碳酸钙的质量分数．
    ①实验装置中会残留部分二氧化碳，影响丙中二氧化碳质量的沉淀，需要通入空气将装置内的二氧化碳完全排入丙中被吸收，步骤④通入空气的作用是把生成的CO2气体全部排入丙中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收，
    故答案为：把生成的CO2气体全部排入丙中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收；
    ②氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡和水，反应方程式为：Ba（OH）2+CO2=BaCO3↓+H2O，
    故答案为：Ba（OH）2+CO2=BaCO3↓+H2O；
    ③BaCO3的质量为1.97g，其物质的量为$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，生成二氧化碳的物质的量为0.01mol，由碳元素守恒可知牙膏中n（CO2）=n（CaCO3）=0.01mol，碳酸钙质量为0.01mol×100g/mol=1g，牙膏中碳酸钙的质量分数为$\frac{1g}{4.00g}$×100%=25%，
    故答案为：25%；
    ④乙中的水蒸气、HCl气体会进入装置丙中使得CO2称量结果偏大，故测定装置丙在吸收CO2前后质量差，不可行，
    故答案为：不可行；这样测得的结果会偏大，因为乙中的水蒸气、HCl气体会进入装置丙中使得CO2称量结果偏大．

    点评 本题考查学生对实验设计的能力、对操作的评价、物质含量的测定、化学计算等，根据物质的化学性质，要认真分析，把握实验设计的每个步骤中的实验目的，难度中等．

    练习册系列答案
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    18．结合氯气的相关知识解决下列问题．

    （1）在实验室中制取Cl2，下列收集Cl2的装置中如图1正确的是C（填字母）．
    （2）漂白粉能与盐酸发生反应，但盐酸浓度不同时，漂白粉与盐酸混合发生反应的类型不同．
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    漂白粉与浓盐酸发生氧化还原反应，化学方程式为Ca（ClO）2+4HCl（浓）=CaCl2+2Cl2↑+2H2O．
    （3）实验室可以用MnO2和浓盐酸在加热条件下制备Cl2，还可以用KMnO4与浓盐酸在常温下制备Cl2．高锰酸钾溶液常用于物质的定性检验与定量分析．某化学兴趣小组在实验室里欲用KMnO4固体来配制250.00mL 0.1000mol/L的KMnO4溶液．
    ①需用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、250mL的容量瓶．
    ②下列操作会导致实验结果偏小的是c（填字母）．
    a．加水定容时俯视刻度线
    b．容量瓶内壁附有水珠而未干燥处理
    c．颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补上
    （4）氯水中含有多种成分，因而具有很多性质，根据氯水分别与如图2四种物质发生的反应填空（a、b、c、d重合部分代表物质间反应，且氯水足量）．
    ①能证明氯水具有漂白性的是d（填“a”、“b”、“c”或“d”）．
    ②c过程中的现象是产生白色沉淀．

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