Question

【題目】化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行以下探究：

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無氣體生成。

I.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗

取適量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾。

(1)往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是___；

(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，觀察到的現象是_______；

Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定

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C中生成的BaCO3沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數。

依據實驗過程回答下列問題：

(3)儀器a的名稱是_______。

(4)實驗過程中需持續緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有：____；

(5)C中反應生成BaCO3的化學方程式是_____；

(6)下列各項措施中，不能提高測定準確度的是____(填標號)。

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B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置。

(7)實驗中準確稱取8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3的平均質量為3.94g。則樣品中碳酸鈣的質量分數為______(保留3位有效數字)。

(8)有人認為不必測定C中生成的BaCO3質量，只要測定裝置C吸收CO2前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數。你認為按此方法測定是否合適_____(填“是”“否”)，若填“否”則結果_____(填“偏低”或“偏高”)。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O 通入CO2氣體有白色沉淀生成，加入鹽酸后有氣體產生，同時沉淀溶解 分液漏斗 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 CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O cd 25.0% 否 偏高

【解析】

Ⅰ．(1)氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水；

(2)濾液中含有偏鋁酸鈉，先通入過量二氧化碳，發生反應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．實驗通過C裝置生成的碳酸鋇的質量測定二氧化碳的質量，進而計算牙膏中碳酸鈣的質量分數。裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，需要通過適當的方法將二氧化碳全部趕入氫氧化鋇的試劑瓶中，據此分析解答(3)~(7)；

(8)裝置B中的水蒸氣和氯化氫氣體會進入裝置C中被吸收，據此分析判斷。

Ⅰ．(1)氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水，反應的離子方程式為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，發生反應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，因此反應現象為通入CO2氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產生，沉淀溶解，故答案為：通入CO2氣體有白色沉淀生成，加入鹽酸后有氣體產生，同時沉淀溶解；

Ⅱ．(3)根據圖示，儀器a為分液漏斗，故答案為：分液漏斗；

(4)裝置中殘留部分二氧化碳，如果不能被完全吸收，會導致測定的碳酸鋇的質量偏小，持續緩緩通入空氣可以將生成的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；

(5)在C中二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，反應的化學方程式為CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O，故答案為：CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O；

(6)a.在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體，防止空氣中二氧化碳進入C被氫氧化鋇吸收，所以提前排盡裝置中的二氧化碳，可以提高測定準確度，故a不選；b.滴加鹽酸過快，則生成二氧化碳過快，C中二氧化碳不能全部被吸收，所以要緩慢滴加鹽酸，可以提高測定準確度，故b不選；c.BC中均為水溶液，不需要干燥，所以在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，不能提高測定準確度，故c選；d.揮發的HCl進入盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置會生成二氧化碳，則在C中被氫氧化鋇吸收的二氧化碳偏多，所以在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，會使測定準確度降低，故d選；故答案為：cd；

(7)BaCO3質量為3.94g，則n(BaCO3)==0.02mol，則n(CaCO3)=0.02mol，質量為0.02mol×100g/mol=2.00g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為×100%=25.0%，故答案為：25.0%；

(8)B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致測定二氧化碳的質量偏大，測定的碳酸鈣的質量偏大，碳酸鈣的質量分數偏高，因此不能通過只測定裝置C吸收CO2前后的質量差確定碳酸鈣的質量分數，故答案為：否；偏高。