Question

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無氣體產生．請寫出氫氧化鋁和鹽酸反應的化學方程式：

 

．
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）進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數．
請依據實驗過程回答下列問題：
（1）A中加入NaOH溶液的目的是

 

．
（2）實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣．除攪拌了B、C中反應物外，其作用還有：

 

．
（3）C中反應生成BaCO₃的化學方程式是

 

．
（4）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是

 

．（填寫標號）．
a．在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的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）實驗中準確稱取8.00g樣品3份，進行3次測定，測得BaCO₃平均質量為3.94g．則樣品中碳酸鈣的質量分數為

 

．
（6）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，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數．請判斷是否可以并說明理由：

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,中和反應及其應用,鹽的化學性質,根據化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：Ⅰ．氫氧化鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和水，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）實驗通過C裝置生成的碳酸鋇的質量測定二氧化碳的質量，進而計算牙膏中碳酸鈣的質量分數．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小．
（3）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水．
（4）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；
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質量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質量為2.00g，再進行計算即可．
（6）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中．

解答：解：Ⅰ．氫氧化鋁與鹽酸反應生成氯化鋁和水，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，導致測定的碳酸鋇的質量偏小，持續(xù)緩緩通入空氣的作用為：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）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，碳酸鋇后面標上沉淀符號，反應方程式為CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O；
（4）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，不能提高測定準確度，故c符合；
（5）BaCO₃質量為3.94g，則n（BaCO₃）=

3.94g

197g/mol

=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為

2g

8g

×100%=25%．
（6）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．
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、氯化氫氣體等進入裝置C中．

點評：考查對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學用語、化學計算、物質組成的測定等，難度較大，是對所需知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關鍵．