题目内容
【题目】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,加水充分搅拌、过滤。
(1)往滤渣中加入过最NaOH溶液,过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是_____________________________________________________________。
(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__________________________________________________________________。
II.牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图所示装置(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:_________________________________________________。
(4)D装置的作用是____________________________________________。
(5)C中反应生成BaCO3的化学方程式是_________________________________________。
(6)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是________(填标号)。
①在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体
②滴加盐酸不宜过快
③在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
④在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(7)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____________。
(8)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收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__________。
【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,同时产生气泡
II.
(3)将样品与HCl反应后生成的CO2吹入C中,全部被Ba(OH)2吸收
(4)防止空气中CO2进入C,影响实验
(5)CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O
(6)c、d
(7)25%
(8)样品与HCl反应生成的CO2中混有HCl和H2O,均会造成溶液增重
【解析】
I.(1)滤渣中含有Al(OH)3,Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O,离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O(也可写为Al(OH)3+OH-═[Al(OH)4]-);正确答案:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(2)NaAlO2溶液呈碱性,通入过量CO2时沉淀Al(OH)3和NaHCO3, Al(OH)3是两性氢氧化物,能溶于强酸溶液,所以产生的沉淀溶于稀盐酸中,所以看到的现象是: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;正确答案:有白色沉淀生成,加HCl 后沉淀全部溶解,同时产生气泡。
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:把生成的二氧化碳气体全部排入C中,使之完全被氢氧化钡溶液吸收;正确答案:将样品与HCl反应后成的CO2吹入C中,全部被Ba(OH)2吸收。
(4)装置C是用来吸收反应生成的二氧化碳气体,由于空气中也含有二氧化碳气体,因此D装置的作用是防止空气中CO2进入C装置,影响实验;正确答案:防止空气中CO2进入C,影响实验。
(5)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;正确答案:CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O。
(6)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, ①错误;滴加盐酸过快, CO2气体来不及被吸收,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,②错误;在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,吸收水分,不影响CO2气体的量,不能提高测定准确度, ③正确;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气体的吸收,不能提高测定准确度,④正确;正确选项③、④。
(7)碳酸钡质量为3.94g,则碳酸钡的物质的量为3.94/197=0.02mol,根据碳原子的量守恒,碳酸钙的量为0.02mol,质量为0.02×100=2g,所以样品中碳酸钙的质量分数为2/8×100%=25%;正确答案:25%。
(8)样品与HCl反应生成的CO2中混有HCl和H2O,均会造成溶液增重,所以测定装置C在吸收CO2前后的质量差,确定碳酸钙的质量分数,结果明显偏高;正确答案:样品与HCl反应生成的CO2中混有HCl和H2O,均会造成溶液增重。