Question

【題目】實驗題

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；牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產生.

I.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗：取適量牙膏樣品，加水充足攪拌，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_______.

(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.這一過程發生反應的化學方程式依次為：__________________________________，__________________________________.

II.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定：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：_________.

(4)C中反應生成BaCO3的離子方程式是___________________________________.

(5)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

(6)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________.

(7)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_________________.

(8)裝置中U形管D中的堿石灰的作用是_____________________________.

Answer 1

【答案】Al(OH)3+OH-=+2H2O NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3 Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O和NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O 把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 Ba2++2OH-+CO2=BaCO3↓+H2O CD 25% B中水蒸氣，氯化氫氣體等進入C裝置中(或其他合理答案) 防止空氣中的CO2進入C

【解析】

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，生成Al(OH)3和NaHCO3，再加入過量稀鹽酸會溶解Al(OH)3并和NaHCO3反應生成CO2；

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；

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

(7) B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中；

(8) 裝置中U形管D中的堿石灰的作用防止空氣中水蒸氣、二氧化碳進入C影響測定結果。

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；

(2) 往(1)所得濾液中先通入過量二氧化碳，發生反應NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3，再加入過量稀鹽酸時發生反應的化學方程式為Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O和NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O；

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；

(4) 二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，反應方程式為CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O，對應的離子方程式為Ba2++2OH-+CO2=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錯誤；

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錯誤；

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正確；

D．在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，可以吸收CO2中的HCl，生成二氧化碳，使二氧化碳增加，影響CO2，不能提高測定準確度，故D正確；

故答案為CD；

(6) BaCO3質量為3.94g，則n(BaCO3)==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×100%=25% ；

(7) 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；

(8) 裝置中U形管D中的堿石灰的作用防止空氣中水蒸氣、二氧化碳進入C影響測定結果，故答案為：防止空氣中的水蒸氣、CO2進入C。