Question

化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中的摩擦劑成分及其含量進(jìn)行了以下探究：
Ⅰ．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(shí)無氣體產(chǎn)生．請(qǐng)寫出氫氧化鋁和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
請(qǐng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：
（1）A中加入NaOH溶液的目的是

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�除攪拌了B、C中反應(yīng)物外，其作用還有：

 

．
（3）C中反應(yīng)生成BaCO₃的化學(xué)方程式是

 

．
（4）下列各項(xiàng)措施中，不能提高測定準(zhǔn)確度的是

 

．（填寫標(biāo)號(hào)）．
a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體
b．滴加鹽酸的速度不宜過快
c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
（5）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品3份，進(jìn)行3次測定，測得BaCO₃平均質(zhì)量為3.94g．則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．
（6）有同學(xué)認(rèn)為不必測定C中生成的BaCO₃質(zhì)量，只要測定裝置C在吸收CO₂前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．請(qǐng)判斷是否可以并說明理由：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,中和反應(yīng)及其應(yīng)用,鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：科學(xué)探究

分析：Ⅰ．氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，利用觀察法配平即可；Ⅱ．（1）氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以A中氫氧化鈉溶液是用來吸收空氣中的二氧化碳；
（2）實(shí)驗(yàn)通過C裝置生成的碳酸鋇的質(zhì)量測定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導(dǎo)致測定的碳酸鋇的質(zhì)量偏�。�
（3）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水．
（4）a、在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測定；
b、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置C．
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．
（5）BaCO₃質(zhì)量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質(zhì)量為2.00g，再進(jìn)行計(jì)算即可．
（6）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

解答：解：Ⅰ．氫氧化鋁與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋁和水，利用觀察法配平，方程式是：Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
Ⅱ．（1）氫氧化鈉溶液與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以A中氫氧化鈉溶液是用來吸收空氣中的二氧化碳；
（2）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導(dǎo)致測定的碳酸鋇的質(zhì)量偏小，持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝獾淖饔脼椋喊焉�成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（3）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水，碳酸鋇后面標(biāo)上沉淀符號(hào)，反應(yīng)方程式為CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O；
（4）a、在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測定，可以提高測定準(zhǔn)確度，故a不符合；
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(zhǔn)確度，故b不符合；
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，不能提高測定準(zhǔn)確度，故c符合；
（5）BaCO₃質(zhì)量為3.94g，則n（BaCO₃）=

3.94g

197g/mol

=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質(zhì)量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

2g

8g

×100%=25%．
（6）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量偏大，測定的碳酸鈣的質(zhì)量偏大，碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高．
故答案為：Ⅰ．Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；Ⅱ．（1）吸收空氣中的二氧化碳；（2）把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；（3）CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O；（4）c；（5）25%；（6）不可以，B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

點(diǎn)評(píng)：考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟的理解及評(píng)價(jià)、常用化學(xué)用語、化學(xué)計(jì)算、物質(zhì)組成的測定等，難度較大，是對(duì)所需知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與分析問題、解決問題的能力，理解實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵．