Question

13．化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究：
查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體生成．
Ⅰ．摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)：取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢�、過濾．
（1）往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾．氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸．觀察到的現(xiàn)象是通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀溶解．
Ⅱ．牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定：
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)．

依據(jù)實(shí)驗(yàn)過程回答下列問題：
（3）實(shí)驗(yàn)過程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝�，其作用除了可攪拌B、C中的反應(yīng)物外，還有：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（4）C中反應(yīng)生成BaCO₃的化學(xué)方程式是CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O．
（5）下列各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的是cd（填標(biāo)號(hào)）．
a．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體
b．滴加鹽酸不宜過快
c．在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
d．在B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置
（6）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份，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25%．
（7）有人認(rèn)為不必測(cè)定C中生成的BaCO₃質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO₂前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實(shí)驗(yàn)證明按此方法測(cè)定的結(jié)果明顯偏高，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 Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水．
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O．
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)開始需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝馀艃粞b置內(nèi)的空氣，空氣通過裝置A中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，然后裝置B中從分液漏斗加入鹽酸和牙膏樣品反應(yīng)，生成的二氧化碳?xì)怏w通過裝置C中氫氧化鋇溶液吸收，最后連接裝置D堿石灰是防止空氣中二氧化碳進(jìn)入裝置C影響測(cè)定測(cè)定結(jié)果，
（3）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�。�
（4）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水．
（5）a、在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測(cè)定；
b、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置C．
c、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂．
d、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影響CO₂．
（6）BaCO₃質(zhì)量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質(zhì)量為2.00g．
（7）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

解答 解：Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，反應(yīng)現(xiàn)象是通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀溶解．
故答案為：通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀溶解．
Ⅱ．實(shí)驗(yàn)開始需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝馀艃粞b置內(nèi)的空氣，空氣通過裝置A中的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，然后裝置B中從分液漏斗加入鹽酸和牙膏樣品反應(yīng)，生成的二氧化碳?xì)怏w通過裝置C中氫氧化鋇溶液吸收，最后連接裝置D堿石灰是防止空氣中二氧化碳進(jìn)入裝置C影響測(cè)定測(cè)定結(jié)果，
（3）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．
故答案為：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（4）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．
（5）a、在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測(cè)定，可以提高測(cè)定準(zhǔn)確度，故a不符合；
b、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂來不及被吸收，就排出裝置C，滴加鹽酸不宜過快，使二氧化碳吸收完全，可以提高測(cè)定準(zhǔn)確度，故b不符合；
c、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂，不能提高提高測(cè)定準(zhǔn)確度，故c符合；
d、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，影響CO₂，不能提高測(cè)定準(zhǔn)確度，故d符合．
故選：cd．
（6）BaCO₃質(zhì)量為3.94g，則n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質(zhì)量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{2g}{8g}$×100%=25%．
故答案為：25%．
（7）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)、常用化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)計(jì)算、物質(zhì)組成的測(cè)定等，難度中等，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．