Question

某化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究，查阅资料如下：
A．该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；
B．牙膏中其它成分遇到盐酸无气体生成；
C．碱石灰的主要成分为生石灰和氢氧化钠固体．
利用如图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定B中生成的BaCO₃沉淀的质量，以确定碳酸钙的质量分数．请回答下列问题：
（1）B中反应生成BaCO₃的化学方程式是

 

．
（2）C装置的作用是

 

．
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是

 

（填序号）．
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A～B之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（4）有同学认为该装置测定出来的碳酸钙质量分数会偏低，他的理由是

 

 

，解决方法是

 

．
（5）某同学认为不必测定B中生成的BaCO₃质量，将B中的Ba（OH）₂溶液换成浓H₂SO₄，通过测定C装置反应前后的质量差也可以测定CaCO₃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

 

．
（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．请计算样品中碳酸钙的质量分数．（写出计算过程）

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,酸的化学性质,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：（1）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水；
（2）根据碱石灰的作用解答；
（3）
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B．
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AB之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装，可以吸收CO₂中的HCl，而不影响CO₂；
（4）实验通过B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；
（5）根据挥发出的HCl和空气中的CO₂、水蒸气等进入装置C中解答；
（6）BaCO₃质量为3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g．

解答：解：
（1）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；
（2）防止影响碳酸钡质量的测定，故C装置的作用是吸收空气中的CO₂；
（3）
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．
（4）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B中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（5）挥发出的HCl和空气中的CO₂、水蒸气等进入装置C中，被C装置吸收，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．
（（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

2g

8g

×100%=25%．
答案：
（1）CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O 
（2）吸收空气中的CO₂　　
（3）CD
（4）产生的CO₂未全部进入B装置，持续通入除去CO₂的空气，使生成的气体被充分吸收
（5）挥发出的HCl和空气中的CO₂、水蒸气等被C装置吸收  
（6）25%

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．