Question

牙膏摩擦劑的類型很多，如CaCO₃，SiO₂或它們的混合物．某興趣小組對牙膏摩擦劑的成分進行了如下探究．

【提出問題1】某品牌牙膏中是否含有CaCO₃？

【查閱資料】二氧化硅不與稀鹽酸反應．

【實驗方案】

①取少量牙膏于試管中，加入適量的稀鹽酸，出現氣泡，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，證明摩擦劑中含有　_________　（填離子符號）

②取實驗①中的溶液，加入碳酸鉀溶液，生成白色沉淀，請寫出該反應的化學方程式　_________　．

【提出問題2】該牙膏中CaCO₃的質量分數是多少？

【實驗裝置】

【實驗步驟】

（1）按如圖連接好裝置后，發現一處明顯的錯誤，改正為　_________　；

（2）重新連接好裝置，并　_________　；

（3）在B裝置中加入牙膏樣品8.00g；

（4）　_________　K₁，　_________　K₂（填“打開”或“關閉”），向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至B中無氣泡產生時，停止滴加鹽酸；

（5）　_________　，至C中不再產生沉淀；

（6）將C裝置中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質量．實驗數據如圖（已知此品牌牙膏中的其他成分不和鹽酸反應，裝置內試劑均足量．）

【實驗分析及數據處理】

（1）若沒有A裝置，則測定結果將　_________　．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）

（2）D裝置的作用是　_________　．

（3）據上面數據，計算該牙膏樣品中碳酸鈣的質量分數是　_________　．

Answer 1

　解析：【實驗方案】①取少量牙膏于試管中，加入過量稀鹽酸，出現氣泡，將氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳，從而證明摩擦劑中含有碳酸根離子；

②實驗①中的溶液中含有氯離子，加入碳酸鉀溶液，生成白色沉淀﹣碳酸鈣，說明該溶液中含有鈣離子，反應的化學方程式是K₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2KCl；

【實驗步驟】（1）C的作用是吸收反應生成的二氧化碳，裝置中導管應長進短出；

（2）實驗前應檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；

（4）關閉K₁，打開K₂，向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至不再生成氣體，停止滴加鹽酸；

（5）再次打開K₁，關閉K₂，緩緩通入一段時間空氣，使生成的二氧化碳全部排出，充分反應，至C中不再產生沉淀；

【實驗分析及數據處理】

（1）A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，若沒有該裝置，則進入C的氣體還有空氣中的二氧化碳，使測量結果偏大；

（2）D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，防止空氣中二氧化碳進入，使測量結果不準確；

（3）依據所測生成沉淀數據，計算反應的二氧化碳的質量，并進而計算牙膏中碳酸鈣的質量，計算過程如下；

解：根據數據得生成沉淀為3.94g，設參加反應的二氧化碳的質量為x

Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O

          44   197

          x    3.94g

=

   x=0.88g

設碳酸鈣的質量為y

CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑

100                   44

y                    0.88g

=

   y=2.00g

該牙膏樣品中碳酸鈣的質量分數是×100%=25%．

故答案為：【實驗方案】①CO₃^2﹣；②K₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2KCl；

【實驗步驟】（1）C中導管應“長進短出”；

（2）檢查裝置的氣密性；

（4）關閉；打開；B中不再產生氣泡；

（5）關閉K₂，打開K₁，緩緩通入空氣；

【實驗分析及數據處理】

（1）偏大；（2）吸收空氣中的二氧化碳干擾，防止干擾實驗測定；

（3）25%