Question

8．化學興趣小組對某品牌牙膏中碳酸鈣含量進行以下探究．
查得資料：該牙膏摩擦劑主要由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；其他成分遇到鹽酸時無氣體生成．
方案設(shè)計：小組的兩位同學提出了各自的設(shè)計方案
甲同學：利用下圖所示裝置（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)量分數(shù)．
乙同學：也利用圖示裝置進行實驗，充分反應(yīng)后，測定C裝置中反應(yīng)前后的質(zhì)量差，得出二氧化碳質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

小組同學認為甲同學裝置還需要進一步完善，在C裝置后他們又增加了一個裝置，你認為他們增加的裝置是E（選填D或E），其目的是防止空氣中的二氧化碳進入C裝置影響實驗測定．同時小組同學經(jīng)過討論后認為乙同學的設(shè)計存在明顯的缺陷，你認為此缺陷是揮發(fā)的氯化氫氣體等也進入了C裝置．
實驗步驟：（1）檢查裝置氣密性（2）打開止水夾，緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣（3）關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗活塞（4）再次打開止水夾，緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣（5）過濾出沉淀，進行適當?shù)奶幚砗蠓Q量其質(zhì)量．實驗過程中，C裝置應(yīng)該在實驗步驟2后（填序號）與B裝置連接，否則實驗結(jié)果偏大 （填偏大、偏小或無影響）．
進行實驗：同學們分四組準確稱取四份樣品，每份均為16.00g，按照實驗步驟分別進行實驗，得到了如下的實驗數(shù)據(jù)：

組別	第一組	第二組	第三組	第四組
沉淀質(zhì)量（g）	7.86	7.88	7.90	9.86

（1）同學們經(jīng)過討論后認為第四組同學的數(shù)據(jù)不正確．造成數(shù)據(jù)偏差較大的原因可能是BC：
A．實驗結(jié)束后通入空氣速度太快，裝置中的二氧化碳沒有完全吸收
B．沉淀過濾后沒有洗滌
C．沉淀沒有干燥直接稱量
D．稱量沉淀質(zhì)量時，砝碼與藥品位置放反了
（2）根據(jù)另外三組同學的BaCO₃平均質(zhì)量，計算出了收集到的二氧化碳質(zhì)量為1.76g．
（3）計算該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)？（寫出計算過程）
實驗反思：實驗后，有同學提出用氫氧化鈣溶液替代氫氧化鋇溶液可以直接得到碳酸鈣沉淀，稱量其質(zhì)量后即可算出質(zhì)量分數(shù)．大家討論后認為用氫氧化鋇溶液比氫氧化鈣更好，請說出他們的理由氫氧化鋇的溶解性大于氫氧化鈣，更容易完全吸收二氧化碳（答出一點即可）．

Answer 1

分析 方案設(shè)計：根據(jù)實驗?zāi)康目梢灾�道，為了使實驗結(jié)果更準確，在C裝置后加一個吸收二氧化碳的裝置，可以據(jù)此解答．而乙同學的裝置中沒有干燥和除雜裝置，而使裝置中揮發(fā)出的氯化氫氣體等進入而使實驗結(jié)果不準確，可以據(jù)此解答該題．
實驗步驟：為了防止錐形瓶中空氣中含有的二氧化碳進入C裝置而被吸收，所以應(yīng)該在步驟（2）后再連接C裝置，可以據(jù)此解答該題．
進行實驗：（1）A、若通入氣體速度過快則會使反應(yīng)不完全而使稱得的質(zhì)量減少；
B、沉淀過濾后沒有洗滌，會使沉淀質(zhì)量增加；
C、沉淀沒有干燥直接稱量，可以使稱得的質(zhì)量增加；
D、由于1g以下用游碼，所以造成的誤差一般不會超過1g，可以據(jù)此判斷．
（2）根據(jù)氫氧化鋇溶液和二氧化碳反應(yīng)的化學方程式結(jié)合碳酸鋇的質(zhì)量可以求算出二氧化碳的質(zhì)量；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學方程式結(jié)合二氧化碳的質(zhì)量可以求算出碳酸鈣的質(zhì)量，進而求出碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．
實驗反思：在吸收二氧化碳時，堿溶液的濃度越大越利于吸收，可以據(jù)此解答該題．

解答 解：方案設(shè)計：根據(jù)實驗?zāi)康目梢灾�道，為了使實驗結(jié)果更準確，在甲同學的方案中應(yīng)該在C裝置后加一個吸收二氧化碳的裝置，所以應(yīng)該選擇E裝置．而乙同學的裝置中沒有干燥和除雜裝置，而使裝置中揮發(fā)出的氯化氫氣體等進入而使實驗結(jié)果不準確，可以據(jù)此解答該題．
實驗步驟：為了防止錐形瓶中空氣中含有的二氧化碳進入C裝置而被吸收，所以應(yīng)該在步驟（2）后再連接C裝置．
進行實驗：（1）A、若通入氣體速度過快則會使反應(yīng)不完全而使稱得的質(zhì)量減少，故A不對；
B、沉淀過濾后沒有洗滌，會使沉淀質(zhì)量增加，故B正確；
C、沉淀沒有干燥直接稱量，可以使稱得的質(zhì)量增加，故C正確；D、由于1g以下用游碼，所以造成的誤差一般不會超過1g，故D不對．
故選BC．
（2）設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為x
Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O
           44      197
           x       7.88g
 $\frac{44}{x}$=$\frac{197}{7.88g}$
解得：x=1.76g 
（3）設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
y                    1.76g
$\frac{100}{y}$=$\frac{44}{1.76g}$
解得：y=4g
所以碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為：$\frac{4g}{16g}$×100%=25%
答：該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為25%．
實驗反思：在吸收二氧化碳時，堿溶液的濃度越大越利于吸收，氫氧化鋇的溶解性比氫氧化鈣的溶解性好，所以更容易吸收二氧化碳，所以用氫氧化鋇溶液比氫氧化鈣溶液更好．
故答案為：
方案設(shè)計：E；防止空氣中的二氧化碳進入C裝置影響實驗測定；揮發(fā)的氯化氫氣體等也進入了C 裝置．
實驗步驟：2；偏大．
進行實驗：（1）BC；（2）1.76．
（3）25%．
實驗反思：氫氧化鋇的溶解性大于氫氧化鈣，更容易完全吸收二氧化碳．

點評 本考點屬于鹽的性質(zhì)中實驗方法和過程的探究，根據(jù)物質(zhì)的化學性質(zhì)，要認真分析，不僅要把握實驗設(shè)計的每一個步驟中的實驗?zāi)康�，對于有關(guān)的計算要準確，本考點經(jīng)常出現(xiàn)在實驗題中．