Question

(10分)化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行探究：
Ⅰ、查閱資料：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生成。
Ⅱ、牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定：
利用下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數(shù)。

實驗步驟：
如上圖所示連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；
準確稱取牙膏樣品的質量4.00g，并在各儀器中加入相應試劑；
打開彈簧夾甲，緩緩通入空氣，然后接上C；
打開B的分液漏斗滴加鹽酸反應，同時再次持續(xù)緩緩通入空氣；
待B中不再產生氣體后停止滴加鹽酸；
將C中沉淀過濾、洗滌、干燥，得BaCO₃；
稱量BaCO₃的質量為1.97g。
依據實驗過程回答下列問題：
（1）步驟④通過空氣的作用有：______________     __、___         __________。
（2）步驟⑥中檢驗沉淀洗干凈的方法是                                       。
（3）本實驗測定得到的樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為                  。若采取下列措施，對測定結果的準確度沒有影響的是_____________（填標號）。
a.省略步驟③          b.滴加鹽酸快一些
c.在B、C之間增添盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣裝置
d. 多次實驗，取平均值計算
（4）有同學認為不必測定C中生成的BaCO₃質量，只要測定裝置C在吸收CO₂前后的質量差，一樣可以準確測定碳酸鈣的質量分數(shù)。請你說明是否可以并簡要說明理 由                                                             。

Answer 1

（1）攪拌B、C中的反應物（1分） 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（1分）
（2）取最后幾滴濾液，加入稀硫酸（或者硫酸鹽溶液），如無白色沉淀出現(xiàn)，則表明洗干凈。（如用AgNO₃溶液檢驗Cl^—也給分）（2分）
（3）25%（2分）    d（2分）
（4）不可以 這樣測得的結果會偏大，因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大（2分）

（1）步驟④通過空氣，一方面可以使反應混合物充分混合均勻，使反應物之間充分反應，起到攪拌的作用；同時緩緩通過空氣，可以使反應生成的CO₂氣體充分被C裝置中的Ba(OH)₂吸收，以提高實驗的準確度。
（2）由于C裝置中的Ba(OH)₂溶液是過量的且溶液中含有CL－，過濾完BaCO₃后，其表面附有Ba²⁺、OH^－、CL－，所以，步驟⑥中檢驗沉淀洗干凈的方法即為檢驗Ba²⁺、OH－或CL－，檢驗Ba²⁺離子的方法可加入含可溶性的硫酸鹽或稀硫酸，若有白色沉淀則未洗滌干凈，若沒有白色沉淀則洗滌干凈，當然，也可以通過檢驗CL－的方式，加入過量的稀硝酸，然后加硝酸銀溶液，若有白色沉淀產生，則沉淀未洗滌干凈，若沒有白色沉淀產生，則沉淀洗滌干凈。
（3）1.97gBaCO₃的物質的量為0.01 mol，根據C元素守恒，可得CaCO3的質量為1g，所以可得樣品中CaCO3的質量分數(shù)為25%。
如果省略了步驟步驟③，將會使實驗測定結果偏高，因為反應前裝置中的空氣中含有二氧化碳氣體，所以會使實驗測定結果偏高。如果滴加鹽酸快一些，會使反應速率過快，導致生成的二氧化碳氣體不能充分被氫氧化鋇溶液吸收，結果會使實驗測定結果偏低。如果在B、C之間增添盛有飽和NaHCO₃溶液的洗氣裝置，會使實驗測定結果偏高，因為生成的二氧化碳氣體中還含有少量的HCL氣體，HCL氣體會與NaHCO₃溶液反應又生成二氧化碳氣體，使二氧化碳的量增多，結果導致實驗測定結果偏高。而多次實驗，取平均值計算只能提高實驗的準確度。
（4）不可以 這樣測得的結果會偏大，因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大，導致實驗測定結果偏大。