Question

15．牙膏是生活中常見的物質(zhì)，其配料成分有摩擦劑、增白劑、發(fā)泡劑等，其中摩擦劑的類型有很多，如CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂或這些物質(zhì)的混合物．我校興趣小組想研究牙膏摩擦劑的成分．
【提出問題1】某品牌牙膏中是否含有CaCO₃？
【查閱資料】二氧化硅不與稀鹽酸反應(yīng)
【實驗方案】
①取少量牙膏于試管中，加入過量稀鹽酸，出現(xiàn)氣泡，將氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，證明摩擦劑中含有碳酸根離子；
②取實驗①中的溶液，加入草酸銨【（NH₄）₂C₂O₄】溶液，生成白色沉淀--草酸鈣，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式（NH₄）₂C₂O₄+CaCl₂=CaC₂O₄↓+2NH₄Cl．
【提出問題2】該牙膏中碳酸鈣的含量是多少？
【實驗步驟】

（1）按圖連接好裝置后，發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯誤，改正為C裝置中進(jìn)氣管伸入液面以下，出氣管稍露出橡皮塞即可；
（2）重新連接好裝置，并檢查裝置的氣密性；
（3）在B裝置中加入牙膏樣品8.00g；
（4）關(guān)閉K₁，打開K₂（填“打開”或“關(guān)閉”），向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至B中不再產(chǎn)生氣泡，停止滴加鹽酸；
（5）關(guān)閉K₂，打開K₁，緩緩?fù)ㄈ肟諝�，至C中不再產(chǎn)生沉淀；
（6）將C裝置中的固體混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質(zhì)量；
（7）重復(fù)實驗．
（已知此品牌牙膏中的摩擦劑為碳酸鈣，且其他成分不和鹽酸反應(yīng)，裝置內(nèi)試劑均足量．）
【實驗數(shù)據(jù)】重復(fù)實驗，3次數(shù)據(jù)記錄如下：

實驗次數(shù)	實驗1	實驗2	實驗3
C裝置中沉淀質(zhì)量（g）	3.93	3.94	3.95

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）上述數(shù)據(jù)能否由托盤天平測得？（1）不能．
（2）若沒有A裝置，則測定結(jié)果將偏大．　（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（3）D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾．
（4）據(jù)上表數(shù)據(jù)，計算該牙膏樣品中碳酸鈣的含量是多少？
寫出計算過程．
【實驗反思】
（1）重復(fù)實驗，取平均值的意義在于減小偶然誤差（合理即可）．
（2）下列各項措施中，能提高測定準(zhǔn)確度的是c（填序號）
a．在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶
b．在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶
c．緩緩滴加稀鹽酸．

Answer 1

分析 【實驗方案】依據(jù)碳酸根離子的檢驗方法分析解答，并據(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（1）洗氣裝置中導(dǎo)管應(yīng)長進(jìn)短出；
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）根據(jù)天平的精確度分析解答；
（2）A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止測量結(jié)果不準(zhǔn)確；
（3）D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止測量結(jié)果不準(zhǔn)確；
（4）依據(jù)所測生成沉淀數(shù)據(jù)的平均值，計算反應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量，并進(jìn)而計算參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量；
【實驗反思】
（2）在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶，可以防止揮發(fā)出的氯化氫氣體等進(jìn)入C裝置，碳酸氫鈉與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳；緩緩滴加稀鹽酸可使生成的二氧化碳反應(yīng)完全，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確．

解答 解：【實驗方案】①取少量牙膏于試管中，加入過量稀鹽酸，出現(xiàn)氣泡，將氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳，從而證明摩擦劑中含有碳酸根離子；
②實驗①中的溶液中含有氯離子，加入草酸銨溶液，生成白色沉淀-草酸鈣，說明該溶液中含有鈣離子，反應(yīng)的化學(xué)方程式是（NH₄）₂C₂O₄+CaCl₂=CaC₂O₄↓+2NH₄Cl；
（1）C的作用是吸收反應(yīng)生成的二氧化碳，裝置中導(dǎo)管應(yīng)長進(jìn)短出；
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）天平只能精確到0.1g，故用天平無法測量；
（2）A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，若沒有該裝置，則進(jìn)入C的氣體還有空氣中的二氧化碳，使測量結(jié)果偏大；
（3）D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止空氣中二氧化碳進(jìn)入，使測量結(jié)果不準(zhǔn)確；
（4）依據(jù)所測生成沉淀數(shù)據(jù)的平均值，計算反應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量，并進(jìn)而計算牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量，計算過程如下；
【實驗反思】
（2）在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶，是吸收水蒸氣，而水蒸氣對于二氧化碳無影響；在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶，則由B中揮發(fā)出來的氯化氫氣體會與洗氣裝置中的NaHCO₃反應(yīng)，生成二氧化碳?xì)怏w，使測定結(jié)果偏高；緩緩滴加稀鹽酸可使生成的二氧化碳反應(yīng)完全，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確；
故答案為：【實驗方案】①碳酸根；②（NH₄）₂C₂O₄+CaCl₂=CaC₂O₄↓+2NH₄Cl；
（1）C裝置中進(jìn)氣管伸入液面以下，出氣管稍露出橡皮塞即可；
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）不能；（2）偏大；（3）吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾；
（4）設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為x
Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O
          44   197
          x    3.94g
 $\frac{44}{x}$=$\frac{197}{3.94g}$
  x=0.88g 
設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
y                    0.88g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{0.88g}$
   y=2g
答：該牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量是2g．
【實驗反思】
（2）c．

點評 本題難度較大，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(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，不僅要把握實驗設(shè)計的每一個步驟中的實驗?zāi)康模�裝置的用途等知識，還要對有關(guān)的計算準(zhǔn)確，能考查學(xué)生綜合分析、解決問題的能力．