(2013?北京二模)化學(xué)小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量產(chǎn)生興趣,設(shè)計實驗進(jìn)行探究.
【提出問題】摩擦劑中有哪些主要成分,它們的含量是多少?
【查閱資料】①該牙膏摩擦劑由氫氧化鋁、碳酸鈣粉末組成.
②牙膏中其它成分遇到氫氧化鈉不溶解,遇到稀硫酸時無氣體生成.
③氫氧化鋁[Al(OH)
3]和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉[NaAlO
2]和水,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O
.偏鋁酸鈉和稀硫酸反應(yīng)生成氫氧化鋁,氫氧化鋁和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁.
相關(guān)物質(zhì)的溶解性表
物質(zhì) |
Al(OH)3 |
NaAlO2 |
Al2(SO4)3 |
溶解性 |
不溶 |
溶 |
溶 |
④Ba(OH)
2+CO
2═BaCO
3↓+H
2O
【猜想與實驗】
實驗I:驗證中摩擦劑中含有氫氧化鋁.
同學(xué)們先在少量牙膏樣品中加入過量的氫氧化鈉溶液,靜置一段時間,取上層清液,再滴加稀硫酸至過量,此實驗過程中觀察到的現(xiàn)象為
牙膏樣品中部分固體溶解,向上層清液中滴加稀硫酸時先有固體產(chǎn)生,后固體溶解
牙膏樣品中部分固體溶解,向上層清液中滴加稀硫酸時先有固體產(chǎn)生,后固體溶解
,根據(jù)該現(xiàn)象可以判斷摩擦劑中含有氫氧化鋁.
實驗II:驗證摩擦劑中含有碳酸鈣,并測定其含量.同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計了如圖所示裝置.
(1)實驗步驟:
①如圖所示連接好裝置,并
檢驗裝置的氣密性
檢驗裝置的氣密性
;
②準(zhǔn)確稱取牙膏樣品的質(zhì)量8.00g,并在各儀器中加入相應(yīng)試劑;
③打開彈簧夾甲,緩緩?fù)ㄈ肟諝,然后接上C和D;
④打開B的分液漏斗滴加稀硫酸反應(yīng),同時再次持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓?br />⑤待B中不再產(chǎn)生氣體后停止滴加稀硫酸;
⑥將C中沉淀過濾、洗滌、干燥,得BaCO
3固體.
(2)數(shù)據(jù)處理:
實驗中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份,進(jìn)行三次測定,測得BaCO
3平均質(zhì)量為3.94g.則牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
25%
25%
.
【實驗反思】
(1)A中放NaOH溶液的作用是
吸收空氣中的二氧化碳,防止干擾測定結(jié)果
吸收空氣中的二氧化碳,防止干擾測定結(jié)果
.
(2)實驗過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓渥饔贸丝蓴嚢鐱、C中的反應(yīng)物外,還有
使樣品與稀鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳都吹入C中,全部與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇
使樣品與稀鹽酸反應(yīng)生成的二氧化碳都吹入C中,全部與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇
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(3)有同學(xué)認(rèn)為不必測定裝置C中生成BaCO
3質(zhì)量,只要測定裝置C在吸收CO
2前后質(zhì)量差,一樣可以準(zhǔn)確測定碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù).請說明是否可以及理由
不可以;這樣測得的結(jié)果會偏大,因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進(jìn)入裝置C中,測得的二氧化碳的質(zhì)量偏大,通過計算得到的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大
不可以;這樣測得的結(jié)果會偏大,因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進(jìn)入裝置C中,測得的二氧化碳的質(zhì)量偏大,通過計算得到的碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大
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