Question

某研究性學習小組的同學通過課外學習了解到：某品牌牙膏中含有摩擦劑、濕潤劑、表面活性劑、黏合劑、香料、甜味劑等成分，其中的摩擦劑除了含CaCO3外，可能還含有Al(OH)3、SiO2中的一種或兩種。為探究該品牌牙膏中摩擦劑的成分，該小組的同學進行了如下實驗(牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產生)：

請回答下列問題：

（1）操作Ⅰ中涉及的玻璃儀器有燒杯、________、________。

（2）寫出下列操作過程涉及的離子方程式：

操作Ⅲ：______________________________，

操作Ⅳ：______________________________。

（3）該摩擦劑中除CaCO3外，肯定含有__________________。

（4）為進一步探究摩擦劑中碳酸鈣的含量，該小組同學利用如圖所示裝置(圖中夾持儀器略去)進行實驗。

請回答下列問題：

①實驗過程中需持續緩緩通入空氣。其作用除了可充分混合裝置乙和丙中的反應物外，還有________的作用；

②丙中主要反應的化學方程式是________________；

③實驗中準確稱取4.00 g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3的平均質量為1.97 g，計算樣品中碳酸鈣的質量分數(要求有計算過程)：__________________________；

④有同學認為只要測定裝置丙在吸收CO2前后的質量差，不必測定裝置丙中生成的BaCO3質量，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數。你認為該方案是否可行？________，簡述理由：________。

 

Answer 1

（1）玻璃棒　漏斗

（2）Al3＋＋4OH－=AlO2-＋2H2O　SiO2＋2OH－=SiO32-＋H2O

（3）Al(OH)3、SiO2

（4）①把生成的CO2全部排入丙裝置中，使之完全被Ba(OH)2吸收

②Ba(OH)2＋CO2=BaCO3↓＋H2O

③25%　由轉化關系可知n(CaCO3)＝n(CO2)＝n(BaCO3)＝1.97 g/197 g·mol－1＝0.01 mol，所以m(CaCO3)＝0.01 mol×100 g/mol＝1.00 g，w(CaCO3)＝1.00 g÷4.00 g×100%＝25%

④不可行　乙中的水蒸氣、HCl氣體等進入裝置丙中造成實驗誤差

【解析】（1）操作Ⅰ是過濾操作。（2）操作Ⅲ發生的是Al3＋和過量的NaOH溶液生成NaAlO2的反應；操作Ⅳ發生的是不溶于鹽酸的SiO2與NaOH溶液發生的反應。

（4）①空氣可將生成的CO2趕入丙中。

點撥：本題考查化學實驗，考查考生實驗設計的能力。難度中等。