Question

(16分)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，加水攪拌、過濾。并進行如下實驗
（1）、請完成表格中的填空：

實驗步驟	實現現象	反應的離子方程式
往濾渣中加入過量NaOH溶液。		①
過濾，往所得濾液中通入過量二氧化碳，	②	③
繼續加入過量稀鹽酸	④

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：
（2）、實驗過程中先后兩次鼓入空氣，第二次鼓入空氣的目的是：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   。
（3）、C中反應生成BaCO₃的化學方程式是　　　　　　　　　　　　　    。
（4）、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
（5）、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      　。
（6）、某同學提出將C中的Ba(OH)₂換成濃H₂SO₄，通過測定D裝置反應前后的質量差也可以測定CaCO₃的含量，假設反應前D裝置的質量為m₁，實驗結束后D裝置的質量為m₂，則樣品中CaCO₃的質量為     　　。實驗證明按此測定的結果偏高，原因是　　  　　。

Answer 1

(16分)（1）、①Al(OH)₃+OH^―=AlO₂^― +2H₂O (1分)；
②有白色沉淀產生(1分)
③AlO₂^―+CO₂+2H₂O=Al(OH)₃↓+HCO₃^― (1分)；④沉淀溶解，有氣體產生(1分)
（2）、驅趕殘留在裝置中的CO₂以使生成的CO₂完全被吸收 (2分)
（3）、CO₂+Ba(OH)₂ =BaCO₃↓+H₂O (2分)
（4）、CD (2分) 
（5）、0.25(25%) (2分) 
（6）、(2分) D裝置吸收反應生成的CO₂外，還會吸收揮發出的HCl，同時空氣中的H₂O和CO₂也會進入D裝置。使m₂-m₁偏大(2分)。

（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式書寫，要求基礎。①Al(OH)₃＋OH^－＝[Al(OH)₄]^－或Al(OH)₃　＋OH^－＝AlO₂^－＋2H₂O（2）生成的是NaAlO₂溶液，通入CO₂氣體有Al(OH)₃白色沉淀生成，并且生成NaHCO₃，加入鹽酸有CO₂氣體產生、Al(OH)₃沉淀溶解。學生完整描述實驗現象要比較扎實的基本功。（2）實驗過程中需持續緩緩通入空氣，把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba(OH)₂溶液吸收。這樣設問學生經常接觸。（3）CO₂＋Ba(OH)₂＝BaCO₃↓＋H₂O，基礎簡單的方程式書寫。（4）在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，會影響測量，滴加鹽酸不宜過快，保證生成的CO₂完全被吸收。在A—B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，因為整個裝置中不需要干燥，有水份不會影響CO₂吸收。在B—C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，C瓶中是足量Ba(OH)₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影響CO₂吸收，所以不需要除去CO₂中的HCl，選cd。（5）BaCO₃質量為3.94g ，n(BaCO₃)=0.0200mol， 則n(CaCO₃)=0.0200mol，質量為2.00g，則樣品中碳酸鈣的質量分數為25%。此問計算比較簡單。（6）Ba(OH)₂溶液還吸收了水蒸氣、氯化氫氣體等，造成質量偏大，所以可以回答B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中。