Question

【題目】牙膏摩擦劑的類型很多，如CaCO3，SiO2或它們的混合物。某興趣小組對牙膏摩擦劑的成分進行了如下探究。

【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。

【實驗方案】 ①取少量牙膏于試管中，加入適量的稀鹽酸，出現(xiàn)氣泡，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，證明摩擦劑中含有 _________ （填陰離子符號） ②取實驗①中的溶液，加入碳酸鉀溶液，生成白色沉淀，請寫出該反應的化學方程式 __________________ 。

【提出問題2】該牙膏中CaCO3的質量分數(shù)是多少？

【實驗裝置】

【實驗步驟】

（1）按如圖連接好裝置后，發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯誤，改正為 ；

（2）重新連接好裝置，并 ；

（3）在B裝置中加入牙膏樣品8.00g ；

（4）關閉K1，打開K2，向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至B中無氣泡產(chǎn)生時，停止滴加鹽酸；

（5） （填“打開”或“關閉”）、并 ； 至C中不再產(chǎn)生沉淀；

（6）將C裝置中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質量。

實驗數(shù)據(jù)如圖（已知此品牌牙膏中的其他成分不和鹽酸反應，裝置內(nèi)試劑均足量。）

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】

（1）若沒有A裝置，則測定結果將 。（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

（2）D裝置的作用是 。

（3）據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算該牙膏樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)是 。

(CO2 +Ba(OH)2==BaCO3↓+ H2O )

Answer 1

【答案】【實驗方案】①CO32- ②K2CO3 + CaCl2 =CaCO3 ↓ + 2KCl

C裝置中導管“長進短出” 檢查裝置的氣密性

（5）關閉K2 打開K1；緩緩通入空氣。

（6）①偏大 ②吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾③25%

【解析】

試題分析：

【實驗方案】①取少量牙膏于試管中，加入適量的稀鹽酸，出現(xiàn)氣泡，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，說明生成了二氧化碳，即該物質中含有碳酸根離子，即是碳酸鈣，碳酸鈣中含有陰離子是碳酸根離子；②碳酸鈣與稀鹽酸反應生成氯化鈣，氯化鈣與碳酸鉀反應生成碳酸鈣沉淀和氯化鉀：

K2CO3 + CaCl2 =CaCO3 ↓ + 2KCl；

【實驗步驟】（1）要測定該牙膏中CaCO3的質量分數(shù)，加入稀鹽酸后根據(jù)生成的二氧化碳的質量來計算碳酸鈣的質量，即通過C裝置中增加的質量來計算生成的二氧化碳的質量，故產(chǎn)生的二氧化碳要充分接觸氫氧化鋇，故C裝置錯誤，C裝置中的導管應“長進短出”；

（2）連接好裝置后要檢查裝置的氣密性，以免裝置漏氣；

（5）B中無氣泡產(chǎn)生時，表示碳酸鈣與稀鹽酸完全反應。為了使二氧化碳充分吸收，故要關閉K2 打開K1，至C中不再產(chǎn)生沉淀表示二氧化碳已完全反應；

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】（1）空氣中含有二氧化碳，故A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，若沒有A裝置，會導致測得的二氧化碳的質量偏大，即碳酸鈣的質量分數(shù)偏大；

（2）D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止干擾；

（3）利用化學方程式，根據(jù)反應的質量比即可計算出生成的二氧化碳的質量。

設二氧化碳的質量為x；

CO2 +Ba(OH)2==BaCO3↓+ H2O

44 197

X 3.94g

44／197=x／3.94g x=0.88g

二氧化碳中碳元素的質量=0.88g×12／44×100%=0.24g；

碳酸鈣的質量=0.24g÷12／100×100%=2g

樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)=2g／8g×100%=25%