Question

【題目】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，加水充分攪拌、過濾。

（1）往濾渣中加入過最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。觀察到的現象是__________________________________________________________________。

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）D裝置的作用是____________________________________________。

（5）C中反應生成BaCO3的化學方程式是_________________________________________。

（6）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是________(填標號)。

①在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體

②滴加鹽酸不宜過快

③在A-B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置

④在B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

（7）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____________。

（8）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__________。

Answer 1

【答案】I．

（1）Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O

（2）有白色沉淀生成，加HCl后沉淀全部溶解，同時產生氣泡

II．

（3）將樣品與HCl反應后生成的CO2吹入C中，全部被Ba(OH)2吸收

（4）防止空氣中CO2進入C，影響實驗

（5）CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O

（6）c、d

（7）25%

（8）樣品與HCl反應生成的CO2中混有HCl和H2O，均會造成溶液增重

【解析】

I.（1）濾渣中含有Al(OH)3，Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O，離子方程式為Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（也可寫為Al(OH)3+OH-═[Al（OH）4]-）；正確答案：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

（2）NaAlO2溶液呈堿性，通入過量CO2時沉淀Al(OH)3和NaHCO3， Al(OH)3是兩性氫氧化物，能溶于強酸溶液，所以產生的沉淀溶于稀鹽酸中，所以看到的現象是：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；正確答案：有白色沉淀生成，加HCl 后沉淀全部溶解，同時產生氣泡。

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：把生成的二氧化碳氣體全部排入C中,使之完全被氫氧化鋇溶液吸收；正確答案：將樣品與HCl反應后成的CO2吹入C中，全部被Ba(OH)2吸收。

（4）裝置C是用來吸收反應生成的二氧化碳氣體，由于空氣中也含有二氧化碳氣體，因此D裝置的作用是防止空氣中CO2進入C裝置，影響實驗；正確答案：防止空氣中CO2進入C，影響實驗。

（5）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；正確答案：CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O。

（6）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, ①錯誤；滴加鹽酸過快, CO2氣體來不及被吸收,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，②錯誤；在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置,吸收水分,不影響CO2氣體的量,不能提高測定準確度, ③正確；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氣體的吸收,不能提高測定準確度,④正確；正確選項③、④。

（7）碳酸鋇質量為3.94g，則碳酸鋇的物質的量為3.94/197=0.02mol，根據碳原子的量守恒，碳酸鈣的量為0.02mol，質量為0.02×100=2g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為2/8×100%=25%;正確答案：25%。

（8）樣品與HCl反應生成的CO2中混有HCl和H2O，均會造成溶液增重，所以測定裝置C在吸收CO2前后的質量差，確定碳酸鈣的質量分數，結果明顯偏高；正確答案：樣品與HCl反應生成的CO2中混有HCl和H2O，均會造成溶液增重。