Question

【題目】化學興趣小組對某品牌牙膏中的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產生。利用下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定實驗，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：

（1）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：____

（2）C中反應生成BaCO3的化學方程式是__________________。

（3）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

（4）實驗中準確稱取8.00 g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3平均質量為3.94 g。則樣品中碳酸鈣的質量分數為__________。

（5）有人認為不必測定C中生成的BaCO3質量，只要測定裝置C在吸收CO2前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是_____

（6）上述實驗中用到的氫氧化鈉以食鹽為原料進行生產的。食鹽在生產生活中應用廣泛，下圖是以食鹽為原料并綜合利用的某些過程如下圖所示。

I．除去粗鹽中的Ca2+、Mg2+和SO42-離子，加入下列沉淀劑的順序是（填字母） __________。

a．Na2CO3 b．NaOH c．BaCl2

II.電解飽和食鹽水可得到H2和另外兩種產物，這兩種物質相互反應的離子方程式為 ____________，欲從飽和食鹽水中獲得食鹽晶體，可采用的實驗方法是__________。

III.氣體X可增大飽和食鹽水吸收CO2的量，有利于NaHCO3晶體的生成和析出，X的化學式是________。

IV.下列有關NaHCO3和純堿的說法正確的是__________(填字母)

A．NaHCO3屬于鹽類，純堿屬于堿

B．分別往同濃度的NaHCO3溶液和純堿溶液中滴加稀鹽酸，產生氣泡的速率相同

C．常溫下在水中的溶解度，NaHCO3大于純堿

D．除去NaHCO3溶液中的純堿，應往溶液中通入足量的CO2

Answer 1

【答案】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% B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中 cab或者cba或者bca Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O 蒸發結晶 NH3 D

【解析】

（1）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，導致測定的碳酸鋇的質量偏小；

（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水；

（3）A、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定；

B、滴加鹽酸過快，CO2不能完全被吸收；

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；

（4）BaCO3質量為3.94g ，n（BaCO3）=0.0200mol，則n（CaCO3）=0.0200mol，質量為2.00g；

（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中；

（6）I．根據鎂離子會與氫氧根離子和碳酸根離子生成沉淀，鈣離子會與碳酸根離子生成沉淀，硫酸根離子會與鋇離子生成沉淀；
II.電解飽和食鹽水生成氫氧化納、氫氣和氯氣，氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水；從飽和食鹽水中獲得食鹽晶體，依據氯化鈉溶解度隨溫度變化不大分析得到晶體的方法；

III.根據制取純堿的原理：向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體；

IV.由NaHCO3制純堿，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿；NaHCO3不穩定，溶解度比Na2CO3小，與鹽酸反應較Na2CO3劇烈，可與NaOH反應生成Na2CO3，Na2CO3和NaHCO3都為強堿弱酸鹽，溶液水解呈堿性，但Na2CO3水解程度較大，溶液堿性較強，以此解答該題。

(1)裝置中殘留部分二氧化碳,不能被完全吸收,導致測定的碳酸鋇的質量偏小,持續緩緩通入空氣的作用為：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；

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；

(2)二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，反應的離子方程式為CO2+ Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O，

故答案為：CO2+ Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O；

(3)a.在加入鹽酸之前,應排凈裝置內的CO2氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定，可以提高測定準確度，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，可以提高測定準確度，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，不能提高測定準確度，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,以吸收CO2中的HCl，不影響CO2，不能提高測定準確度，故d符合；

故選：cd；

(4)BaCO3質量為3.94g，則n(BaCO3)=3.94g÷197g/mol=0.02mol，則n(CaCO3)=0.02mol，質量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為2g÷8g×100%=25%，

故答案為：25%；

(5)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，

故答案為：B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中。

（6）I．總體思路是先沉淀再過濾，沉淀時要先加BaCl2溶液，再加Na2CO3溶液，因為碳酸鈉能把過量的氯化鋇沉淀出來，氫氧化鈉可放在它們前面，也可放在它們后面或中間，都完全沉淀后再過濾；

故答案為：cab或者cba或者bca；

II.電解飽和食鹽水制取氯氣的反應為2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，氯氣和氫氧化鈉溶液反應生成氯化鈉、次氯酸鈉和水，反應的離子方程式為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；從飽和食鹽水中獲得食鹽晶體的方法是利用氯化鈉溶解度隨溫度變化不大，用蒸發結晶方法得到；

故答案為：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；蒸發結晶；

III.向飽和的氯化鈉溶液中依次通入氨氣、二氧化碳，析出碳酸氫鈉晶體，加熱碳酸氫鈉晶體可制得純堿，氣體X為NH3，可增大飽和食鹽水吸收CO2的量，有利于NaHCO3晶體的生成和析出；

故答案為：NH3；

IV.A．NaHCO3屬于鹽類，純堿是碳酸鈉屬于鹽，故A錯誤；

B．分別往同濃度的NaHCO3溶液和純堿溶液中滴加稀鹽酸，產生氣泡的速率碳酸氫鈉比碳酸鈉快，故B錯誤；

C．常溫下在水中的溶解度，NaHCO3小于純堿，故C錯誤；

D．除去NaHCO3溶液中的純堿，應往溶液中通入足量的CO2，二氧化碳和碳酸鈉和水反應生成碳酸氫鈉，可以除去碳酸鈉；

故選：D。

故答案為： D。