(2013?北京二模)化學小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量產生興趣,設計實驗進行探究.
【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生成偏鋁酸鈉[NaAlO
2]和水,該反應的化學方程式為
Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O
Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O
.偏鋁酸鈉和稀硫酸反應生成氫氧化鋁,氫氧化鋁和稀硫酸反應生成硫酸鋁.
相關物質的溶解性表
物質 |
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.同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置.
(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準確稱取牙膏樣品的質量8.00g,并在各儀器中加入相應試劑;
③打開彈簧夾甲,緩緩通入空氣,然后接上C和D;
④打開B的分液漏斗滴加稀硫酸反應,同時再次持續(xù)緩緩通入空氣;
⑤待B中不再產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:
實驗中準確稱取8.00g樣品三份,進行三次測定,測得BaCO
3平均質量為3.94g.則牙膏樣品中碳酸鈣的質量分數(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,防止干擾測定結果
吸收空氣中的二氧化碳,防止干擾測定結果
.
(2)實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣.其作用除了可攪拌B、C中的反應物外,還有
使樣品與稀鹽酸反應生成的二氧化碳都吹入C中,全部與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇
使樣品與稀鹽酸反應生成的二氧化碳都吹入C中,全部與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇
.
(3)有同學認為不必測定裝置C中生成BaCO
3質量,只要測定裝置C在吸收CO
2前后質量差,一樣可以準確測定碳酸鈣質量分數(shù).請說明是否可以及理由
不可以;這樣測得的結果會偏大,因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中,測得的二氧化碳的質量偏大,通過計算得到的碳酸鈣的質量分數(shù)會偏大
不可以;這樣測得的結果會偏大,因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中,測得的二氧化碳的質量偏大,通過計算得到的碳酸鈣的質量分數(shù)會偏大
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