Question

【題目】化學(xué)興趣小組對某品牌牙膏中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生成。

I．摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢�、過濾。

(1)往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)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。觀察到的現(xiàn)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(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)。

依據(jù)實驗過程回答下列問題：

(3)D裝置的作用是__________。

(4)下列各項措施中，不能提高測定準(zhǔn)確度的是__________(填標(biāo)號)。

①在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體

②滴加鹽酸不宜過快

③在A-B之間增添盛有濃H2SO4的洗氣裝置

④在B-C之間增添盛有飽和NaHCO3溶液的洗氣裝置

(5)實驗中準(zhǔn)確稱取10.00g樣品三份，進行三次測定，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__________。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 通入CO2氣體有白色沉淀生成；再加入鹽酸時沉淀溶解，同時有氣體產(chǎn)生 防止空氣中的二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)，影響測定結(jié)果 ③④ 20.00%

【解析】

I.(1)氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；

(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，再加入過量稀鹽酸，Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O、HCO3-+H+=CO2↑+H2O，根據(jù)物質(zhì)的溶解性分析判斷實驗現(xiàn)象；

II.(3)防止空氣中二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水；

(4)①在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO2氣體，防止空氣中二氧化碳進入C被氫氧化鋇吸收；

②滴加鹽酸過快，則生成二氧化碳過快，C中二氧化碳不能全部被吸收；

③BC中均為水溶液，不需要干燥；

④揮發(fā)的HCl進入盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置會生成二氧化碳；

(5)由BaCO3質(zhì)量計算其物質(zhì)的量，然后根據(jù)C元素守恒計算樣品中含有的CaCO3，進而求得樣品中含有CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

I.(1)兩性物質(zhì)Al(OH)3與NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO2與水，反應(yīng)離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O；

(2)往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，再加入過量稀鹽酸，Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O、HCO3-+H+=CO2↑+H2O，因此觀察到的實驗現(xiàn)象是通入CO2氣體有白色沉淀生成；再加入鹽酸時沉淀溶解，同時有氣體產(chǎn)生；

II.(3)裝置D中含有堿石灰，能夠與空氣中的CO2發(fā)生反應(yīng)，因此D的作用是防止空氣中的二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)，影響測定結(jié)果；

(4)①在加入鹽酸之前，應(yīng)排盡裝置內(nèi)的CO2氣體，防止空氣中二氧化碳進入C被氫氧化鋇吸收，所以提前排盡裝置中的二氧化碳可以提高測定準(zhǔn)確度，①不符合題意；

②滴加鹽酸過快，則生成二氧化碳過快，C中二氧化碳不能全部被吸收，所以要緩慢滴加鹽酸，可以提高測定準(zhǔn)確度，②不符合題意；

③B～C中均為水溶液，不需要干燥，所以在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，不能提高測定準(zhǔn)確度，③符合題意；

④揮發(fā)的HCl進入盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置會生成二氧化碳，則在C中被氫氧化鋇吸收的二氧化碳偏多，所以在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，會使測定準(zhǔn)確度偏低，④符合題意；

故合理選項是③④；

(5)BaCO3質(zhì)量為3.94g，則n(BaCO3)==0.02mol，則根據(jù)C元素守恒可知樣品中CaCO3的物質(zhì)的量n(CaCO3)=0.02mol，其質(zhì)量m(CaCO3)=0.02mol×100g/mol=2.0g，所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=20.00%。