Question

20．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，加水成分攪拌、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．觀察到的現象是；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
Ⅱ．牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定
利用如圖所示裝置（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）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：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中反應生成BaCO₃的離子方程式是CO₂+Ba²⁺+2OH^-═BaCO₃↓+H₂O
（5）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是cd（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
（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．則樣品中碳酸鈣的質量分數為25%（BaCO₃的摩爾質量為197g/mol）

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水；
（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．（3）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；
（4）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水；
（5）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，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質量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質量為2.00g．

解答 解：Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水，反應離子方程式為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，反應現象是通入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；加入鹽酸有氣體產生，沉淀溶解；
Ⅱ．（3）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；
（4）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+Ba²⁺+2OH^-═BaCO₃↓+H₂O，
故答案為：CO₂+Ba²⁺+2OH^-═BaCO₃↓+H₂O；
（5）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，可以吸收CO₂中的HCl，影響CO₂，不能提高測定準確度，故d符合；
故選：cd，
故答案為：cd；
（6）BaCO₃質量為3.94g，則n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=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$\frac{2g}{8g}$×100%=25%．
故答案為：25%．

點評 本題考查對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學用語、化學計算、物質組成的測定等，難度中等，是對所需知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關鍵．