Question

10．科學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中碳酸鈣含量進(jìn)行以下探究．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(shí)無氣體生成．現(xiàn)利用如圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測(cè)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)．請(qǐng)回答下列問題．
依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：

（1）實(shí)驗(yàn)過程中先后兩次鼓入空氣，第二次鼓入空氣的目的是驅(qū)趕殘留在裝置中的CO₂以使生成的CO₂完全被吸收．
（2）寫出C中的化學(xué)方程式是CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O．
（3）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取三份樣品各10.00g，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)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20%．
（4）某同學(xué)提出將C中Ba（OH）₂溶液換成NaOH溶液，通過測(cè)定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量差也可以測(cè)定CaCO₃的含量，實(shí)驗(yàn)證明按此測(cè)定的結(jié)果偏高，原因是B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)通過C裝置生成的碳酸鋇的質(zhì)量測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鋇的質(zhì)量偏小；
（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水；
（3）根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鋇生成碳酸鋇沉淀可建立碳酸鈣與碳酸鋇的關(guān)系式，利用題干中的質(zhì)量關(guān)系解決即可．
（4）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C．

解答 解：（1）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鋇的質(zhì)量偏小，持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝獾淖饔脼椋喊焉�成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收，驅(qū)趕殘留在裝置中的CO₂ 以使生成的CO₂完全被吸收；
故答案為：驅(qū)趕殘留在裝置中的CO₂ 以使生成的CO₂完全被吸收．
（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水，反應(yīng)方程式為CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O，故答案為：CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O；
（3）由于碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與氫氧化鋇生成碳酸鋇沉淀的方程式分別是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O，所以可建立CaCO₃→CO₂→BaCO₃的關(guān)系式；則設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x．
CaCO₃→CO₂→BaCO₃
100                 197
10g×x              3.94g
則$\frac{100}{10g×x}=\frac{197}{3.94g}$，解得x=20%．
故答案為：20%．
（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中，導(dǎo)致測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量偏大，測(cè)定的碳酸鈣的質(zhì)量偏大，碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高．
故答案為：B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟的理解及評(píng)價(jià)等，難度較大，是對(duì)所需知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與分析問題、解決問題的能力，理解實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵．