Question

（8分）某化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行探究，查閱資料如下：
1、該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；
2、牙膏中其它成分遇到鹽酸無氣體生成；
3、堿石灰的主要成分為生石灰和氫氧化鈉固體。
利用下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定B中生成的BaCO₃沉淀的質量，以確定碳酸鈣的質量分數。請回答下列問題：

（1）B中反應生成BaCO₃的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）C裝置的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是　　　　　　（填序號）。

A．在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的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A~B之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

（4）有同學認為該裝置測定出來的碳酸鈣質量分數會偏低，他的理由是             
 　　　　　　　　　，解決方法是            　　　　　　　     。
（5）某同學認為不必測定B中生成的BaCO₃質量，將B中的Ba（OH）₂溶液換成濃H₂SO₄ ，通過測定C裝置反應前后的質量差也可以測定CaCO₃的質量分數。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（6）實驗中準確稱取8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO₃平均質量為3.94g 。請計算樣品中碳酸鈣的質量分數。（寫出計算過程）

Answer 1

（1）CO₂ + Ba(OH)₂ ="==" BaCO₃↓ + H₂O  （2）吸收空氣中的CO₂ （3）CD 
（4）產生的CO₂未全部進入B裝置     持續通入除去CO₂的空氣，使生成的氣體被充分吸收
（5）揮發出的HCl和空氣中的CO₂、水蒸氣等被C裝置吸收    （6）25%

試題分析：（1）B中反應生成BaCO₃，是由于A中生成了二氧化碳，二氧化碳與Ba(OH)₂溶液反應，所以化學方程式：CO₂ + Ba(OH)₂ ="==" BaCO₃↓ + H₂O
（2）因為空氣中也有二氧化碳，故通過C裝置吸收空氣中的CO₂，防止空氣中的二氧化碳也進入到裝置B中，從而使生成的BaCO₃的質量偏大，這樣測得的碳酸鈣質量分數不準確
（3）A、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，如果沒有排凈，會增大生成BaCO₃的質量，使測量結果不準確，B、滴加鹽酸不宜過快，產生的二氧化碳來不及反應，就通過裝置B直接排放到空氣中去了，從而使生成的BaCO₃的質量減少，C、在A~B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，只是除去水分，對二氧化碳的質量沒有影響，D、在A~B之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，會與揮發出來的鹽酸反應生成二氧化碳，反而會增大二氧化碳的質量，故選C、D
（4）有同學認為該裝置測定出來的碳酸鈣質量分數會偏低，他的理由是生成的二氧化碳還有部分殘留在裝置A中，產生的CO₂未全部進入B裝置，為了解決這個問題，方法是：持續通入除去CO₂的空氣，是殘留在裝置A中的二氧化碳全部進入到裝置B中，使生成的氣體被充分吸收
（5）某同學認為不必測定B中生成的BaCO₃質量，將B中的Ba（OH）₂溶液換成濃H₂SO₄ ，通過測定C裝置反應前后的質量差也可以測定CaCO₃的質量分數。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是：揮發出的HCl和空氣中的CO₂、水蒸氣等被C裝置吸收
（6）根據化學方程式：CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑，以及CO₂ + Ba(OH)₂ ==BaCO₃↓+ H₂O，根據BaCO₃平均質量為3.94g，可算出二氧化碳的質量，進一步了算出碳酸鈣的質量，便可求出樣品中碳酸鈣的質量分數
解：設二氧化碳的質量為x，碳酸鈣質量為y
CO₂ + Ba(OH)₂ ==BaCO₃↓+ H₂O      CaCO₃+2HCl==CaCl₂+H₂O+CO₂↑
44             197                 100                     44
x            3.94g                  y                      0.88g
44：197=x：3.94g                      100：44=y：0.88g
x=0.88g                                  y=2g
∴樣品中碳酸鈣的質量分數=2g/8g×100%=25%