题目内容
【题目】牙膏摩擦剂的类型很多,如CaCO3,SiO2或它们的混合物。某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究。
【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO3?
【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应。
【实验方案】 ①取少量牙膏于试管中,加入适量的稀盐酸,出现气泡,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,证明摩擦剂中含有 _________ (填阴离子符号) ②取实验①中的溶液,加入碳酸钾溶液,生成白色沉淀,请写出该反应的化学方程式 __________________ 。
【提出问题2】该牙膏中CaCO3的质量分数是多少?
【实验装置】
【实验步骤】
(1)按如图连接好装置后,发现一处明显的错误,改正为 ;
(2)重新连接好装置,并 ;
(3)在B装置中加入牙膏样品8.00g ;
(4)关闭K1,打开K2,向牙膏样品中滴入10%的盐酸,至B中无气泡产生时,停止滴加盐酸;
(5) (填“打开”或“关闭”)、并 ; 至C中不再产生沉淀;
(6)将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量。
实验数据如图(已知此品牌牙膏中的其他成分不和盐酸反应,装置内试剂均足量。)
【实验分析及数据处理】
(1)若没有A装置,则测定结果将 。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)
(2)D装置的作用是 。
(3)据上面数据,计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是 。
(CO2 +Ba(OH)2==BaCO3↓+ H2O )
【答案】【实验方案】①CO32- ②K2CO3 + CaCl2 =CaCO3 ↓ + 2KCl
C装置中导管“长进短出” 检查装置的气密性
(5)关闭K2 打开K1;缓缓通入空气。
(6)①偏大 ②吸收空气中的二氧化碳,防止干扰③25%
【解析】
试题分析:
【实验方案】①取少量牙膏于试管中,加入适量的稀盐酸,出现气泡,将气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,即该物质中含有碳酸根离子,即是碳酸钙,碳酸钙中含有阴离子是碳酸根离子;②碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙,氯化钙与碳酸钾反应生成碳酸钙沉淀和氯化钾:
K2CO3 + CaCl2 =CaCO3 ↓ + 2KCl;
【实验步骤】(1)要测定该牙膏中CaCO3的质量分数,加入稀盐酸后根据生成的二氧化碳的质量来计算碳酸钙的质量,即通过C装置中增加的质量来计算生成的二氧化碳的质量,故产生的二氧化碳要充分接触氢氧化钡,故C装置错误,C装置中的导管应“长进短出”;
(2)连接好装置后要检查装置的气密性,以免装置漏气;
(5)B中无气泡产生时,表示碳酸钙与稀盐酸完全反应。为了使二氧化碳充分吸收,故要关闭K2 打开K1,至C中不再产生沉淀表示二氧化碳已完全反应;
【实验分析及数据处理】(1)空气中含有二氧化碳,故A装置的作用是吸收空气中的二氧化碳,若没有A装置,会导致测得的二氧化碳的质量偏大,即碳酸钙的质量分数偏大;
(2)D装置的作用是吸收空气中的二氧化碳,防止干扰;
(3)利用化学方程式,根据反应的质量比即可计算出生成的二氧化碳的质量。
设二氧化碳的质量为x;
CO2 +Ba(OH)2==BaCO3↓+ H2O
44 197
X 3.94g
44/197=x/3.94g x=0.88g
二氧化碳中碳元素的质量=0.88g×12/44×100%=0.24g;
碳酸钙的质量=0.24g÷12/100×100%=2g
样品中碳酸钙的质量分数=2g/8g×100%=25%