Question

【題目】化學興趣小組對某品牌牙膏中的摩擦劑成分及其含量進行以下探究。查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時無氣體產生。

I.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗，取適量牙膏樣品，加水充足攪拌、過濾。

(1)往濾渣中加入過量溶液，過濾。氫氧化鋁與溶液反應的離子方程式是___________

(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸，觀察的現象是__________

Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定。利用如圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗，充分反應后，測定C中生成的沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數。

依據實驗過程回答下列問題：

(3)實驗過程中需持續緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有：_____。

(4)C中反應生成沉淀的離子方程式是_______________。

(5)下列各項措施中，不能提高測定準確度的是________(填標號)。

a.在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的氣體

b.滴加鹽酸不宜過快

c.在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置

d.在B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

(6)實驗中準確稱取樣品三份，進行三次測定，測得平均質量為。則樣品中碳酸鈣的質量分數為_____________________。

(7)有人認為不必測定C中生成的質量，只要測定裝置C在吸收前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是____________________。

Answer 1

【答案】 通入CO2氣體先沒有現象后有白色沉淀生成，加入鹽酸后先有氣體產生，后有沉淀溶解； 在實驗開始前先通空氣，可排出裝置內原空氣中的CO2，實驗結束后把B生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收，減小誤差 cd 20.00% B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致測定二氧化碳的質量偏大，測定的碳酸鈣的質量偏大，碳酸鈣的質量分數偏高

【解析】

I.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗主要圍繞反應物的用量、固體或溶液中所含物質的性質回答；

Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定，實驗原理是樣品中的碳酸鈣在過量HCl作用下轉變成二氧化碳，二氧化碳再被過量氫氧化鋇充分吸收得到碳酸鋇沉淀，測定純凈而干燥的碳酸鋇質量就可以計算出樣品中碳酸鈣的定量，據此回答；

Ⅰ.(1)氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水，反應離子方程式為：；

答案為：；

(2)濾液中含氫氧化鈉和偏鋁酸鈉，先通入過量二氧化碳，氫氧化鈉先與CO2發生反應，無明顯現象，后 出現沉淀，再加入過量稀鹽酸， 溶液中的碳酸氫根離子先與氫離子反應，放出氣體，后發生反應，沉淀溶解；

答案為：先沒有現象，而后有白色沉淀生成，加HCl先產生氣泡，后沉淀全部溶解；

(3)未反應前裝置內有空氣，其中的二氧化碳會導致測定的碳酸鋇的質量偏大，反應后裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏��；

答案為：在實驗開始前先通空氣，可排出裝置內原空氣中的CO2，實驗結束后把B生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收，減小誤差；

(4)：二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，離子方程式為： ；

答案為：；

(5) a. 在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定，可以提高測定準確度，故a錯誤；

b. 滴加鹽酸過快CO2，CO2來不及被吸收，就排出裝置C，滴加鹽酸不宜過快，使二氧化碳吸收完全，可以提高測定準確度，故b錯誤；

c. 在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO2，不能提高提高測定準確度，故c正確；

d. 在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，CO2中混有的HCl與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，影響了CO2的總量，不能提高測定準確度，故d正確；

答案為：cd；

(6) BaCO3質量為3.94g，則n(BaCO3)==0.02mol，則n(CaCO3)=0.02mol，質量為0.02mol×100g/mol=2.00g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為：；

答案為：20.00%；

(7) 碳酸鈣的質量分數偏高，是因為雜質氣體進入裝置C，使測得的二氧化碳的質量偏大，雜質氣體來自B中的水蒸氣、氯化氫氣體；

答案為：B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致測定二氧化碳的質量偏大，測定的碳酸鈣的質量偏大，碳酸鈣的質量分數偏高。