题目内容

(2011?福建)化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成.
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验
取适量牙膏样品,加水成分搅拌、过滤.
(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤.氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是
Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O
Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O

(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,再加入过量稀盐酸,观察到的现象是
通入CO2气体有白色沉淀生成;加入盐酸有气体产生,沉淀溶解
通入CO2气体有白色沉淀生成;加入盐酸有气体产生,沉淀溶解

Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用如下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数.

依据实验过程回答下列问题:
(3)实验过程中需持续缓缓通入空气.其作用除了可搅拌B、C中的反应物外,还有:
把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收
把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收

(4)C中反应生成BaCO3的化学方程式是
CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O
CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O

(5)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是
cd
cd
(填标号).
a.在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体
b.滴加盐酸不宜过快
c.在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d.在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(6)实验中准确称取8.00g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94g.则样品中碳酸钙的质量分数为
25%
25%

(7)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C吸收CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数.实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是
B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中
B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中
分析:Ⅰ.(1)氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水.
(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,发生反应AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,再加入过量稀盐酸,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,HCO3-+H+=CO2↑+H2O.
Ⅱ.(3)实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量,进而计算牙膏中碳酸钙的质量分数.装置中残留部分二氧化碳,不能被完全吸收,导致测定的碳酸钡的质量偏小.
(4)二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水.
(5)a、在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体,防止影响碳酸钡质量的测定;
b、滴加盐酸过快CO2,CO2不能完全被吸收,排出装置C.
c、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,吸收水分,不影响CO2
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba(OH)2,可以吸收CO2中的HCl,而不影响CO2
(6)BaCO3质量为3.94g n(BaCO3)=0.0200mol,则n(CaCO3)=0.0200mol,质量为2.00g.
(7)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中.
解答:解:Ⅰ.(1)氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水,反应离子方程式为Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O.
故答案为:Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O.
(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳,发生反应AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,再加入过量稀盐酸,Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O,HCO3-+H+=CO2↑+H2O,反应现象是通入CO2气体有白色沉淀生成;加入盐酸有气体产生,沉淀溶解.
故答案为:通入CO2气体有白色沉淀生成;加入盐酸有气体产生,沉淀溶解.
Ⅱ.(3)装置中残留部分二氧化碳,不能被完全吸收,导致测定的碳酸钡的质量偏小,持续缓缓通入空气的作用为:把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收.
故答案为:把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收.
(4)二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水,反应方程式为CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O.
故答案为:CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O.
(5)a、在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体,防止影响碳酸钡质量的测定,可以提高测定准确度,故a不符合;
b、滴加盐酸过快CO2,CO2来不及被吸收,就排出装置C,滴加盐酸不宜过快,使二氧化碳吸收完全,可以提高测定准确度,故b不符合;
c、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,吸收水分,不影响CO2,不能提高提高测定准确度,故c符合;
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba(OH)2,可以吸收CO2中的HCl,影响CO2,不能提高测定准确度,故d符合.
故选:cd.
(6)BaCO3质量为3.94g,则n(BaCO3)=
3.94g
197g/mol
=0.02mol,则n(CaCO3)=0.02mol,质量为0.02mol×100g/mol=2g,所以样品中碳酸钙的质量分数为
2g
8g
×100%=25%.
故答案为:25%.
(7)B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中,导致测定二氧化碳的质量偏大,测定的碳酸钙的质量偏大,碳酸钙的质量分数偏高.
故答案为:B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中.
点评:考查对实验原理与操作步骤的理解及评价、常用化学用语、化学计算、物质组成的测定等,难度较大,是对所需知识的综合运用,需要学生具有扎实的基础知识与分析问题、解决问题的能力,理解实验原理是解答的关键.
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