Question

化學興趣小組對某品牌牙膏中碳酸鈣含量進行以下探究．該牙膏摩擦劑主要由碳酸鈣、氫氧化鋁組成，其他成分遇到鹽酸時無氣體生成．現利用下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定B中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數．請回答下列問題．
（1）裝置A中牙膏樣品放置在______（填儀器名稱）中，鹽酸放置在裝置______（填儀器名稱）中，A中至少發(fā)生______（填數字）個反應，寫出其中一個反應的化學方程式______．
（2）若測定值比實際值小，可能的原因有______．（填字母）
a．裝置A中水蒸氣、HCl等進入裝置B中           b．裝置A中CO₂未完全進入裝置B
c．CO₂氣流速度太快導致Ba（OH）₂未完全吸收    d．鹽酸未滴加過量
（3）為減少誤差，現采取以下一些措施：
①在A、B之間增加一個裝有______（填化學式）溶液的洗氣瓶，它的作用是______；
②將裝置B中的長導管下方增加一個帶孔球泡，可以提高______；
③在裝置B的后面再增加一個裝有______（填藥品名稱或化學式）固體的干燥管，目的是______．
（4）準確稱取三份各16.00g的樣品，進行測定，測得BaCO₃質量分別為3.96g、3.92g、3.94g．請計算樣品中碳酸鈣的質量分數．
______．（寫出計算過程，）
（5）某同學利用上述方法測定牙膏中鈣元素的質量分數．小李同學認為即使排除實驗儀器和操作的影響，上述測定的結果仍有可能偏小，理由是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）裝置A中牙膏樣品放置在錐形瓶中，而鹽酸應該放在分液漏斗中，碳酸鈣和氫氧化鋁都能夠和鹽酸反應，可以據此完成該題的解答；
（2）為了保證實驗結果的準確，要盡可能的使A中的氣體進入B中，同時使產生氣體的速度要慢，并滴加足量的稀鹽酸以使反應完全，可以據此結合題給的選項進行分析并完成解答；
（3）為防止HCl進入B裝置，可在A、B之間增加裝有硝酸銀的裝置；將裝置B中的長導管下方增加一個帶孔球泡，增大了接觸面積，可以提高二氧化碳的吸收效率，在裝置B的后面再增加一個裝有堿石灰或氧化鈣等藥品的裝置，可以阻止空氣中的二氧化碳進入，可以據此解答該題；
（4）根據碳酸鋇的質量求二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量求碳酸鈣的質量，最后求質量分數；
（5）如果牙膏中含有其他能夠和稀鹽酸反應的鈣的化合物，則會導致測量結果偏小，可以據此解答該題．
解答：解：（1）裝置A中牙膏樣品放置在錐形瓶中，而鹽酸應該放在分液漏斗中，碳酸鈣和氫氧化鋁都能夠和鹽酸反應，所以裝置A中至少發(fā)生兩個反應，反應的化學方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑或Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O；
（2）裝置A中水蒸氣、HCl等進入裝置B中，會造成結果偏大；裝置A中CO₂未完全進入裝置B、CO₂氣流速度太快導致Ba（OH）₂未完全吸收、鹽酸未滴加過量都會使二氧化碳的量減少，導致測定值比實際值小．故正確的選項為：bcd
（3）①為防止HCl進入B裝置，應該在A、B之間增加裝有硝酸銀的裝置；
②將裝置B中的長導管下方增加一個帶孔球泡，增大了接觸面積，可以提高二氧化碳的吸收效率；
③在裝置B的后面再增加一個裝有堿石灰或氧化鈣等藥品的裝置，可以阻止空氣中的二氧化碳進入；
（4）測得碳酸鋇的質量為（3.96g+3.92g+3.94g）÷3=3.94g 
碳酸鈣的質量分數為x
    CaCO₃→CO₂→BaCO₃↓
    100         197
    16g?x      3.94g    
=
x=12.5%；
答：樣品中碳酸鈣的質量分數為12.5%．
（5）本實驗中是通過測定二氧化碳的質量來間接的測量碳酸鈣的質量分數的，如果牙膏中含有其他的含有鈣的化合物，怎不能檢測到，所以會導致測量結果偏低．
故答案為：（1）錐形瓶；分液漏斗；2；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑或Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O；
（2）bcd；
（3）①AgNO₃；除去HCl氣體；
②二氧化碳吸收效率；
③堿石灰或氧化鈣等；防止空氣中的CO₂進入裝置B；
（4）12.5%；
（5）牙膏中可能含有鈣的其它化合物．
點評：本考點屬于鹽的性質中實驗方法和過程的探究，根據物質的化學性質，要認真分析，不僅要把握實驗設計的每一個步驟中的實驗目的，還要加強記憶除去常用離子的方法，從而突破難點．有關的計算要準確，本考點經常出現在實驗題中．