Question

8．化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行研究．查资料得知，该牙膏摩擦剂主要是碳酸钙，牙膏中其他成分遇到稀盐酸时无气体产生．小组成员对牙膏样品中碳酸钙的质量分数进行测定，实验装置如图2所示（固定装置略去）：
【设计实验方案】

（1）请写出装置A中的仪器名称：I分液漏斗，II锥形瓶．
（2）装置A中反应化学方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，为确保牙膏样品中的碳酸钙完全反应，观察到无气泡产生，则停止滴加稀盐酸．
（3）有同学提出要补充装置C，可选择下列候选装置中的①（填序号），作用是防止空气中的二氧化碳进入B装置．
【交流与表达】
（4）有同学认为图2 所示实验装置会造成测得碳酸钙的含量偏低，为了克服图2 装置的不足，该同学提出，应增加图1 装置与装置A连接（装置A中原双孔橡胶塞换成三孔橡胶塞），在反应前、后用图1 装置分两次缓缓鼓入空气．
①反应前，拆断装置A、B之间的连接，用图1装置鼓入空气；
②反应后，用图1装置鼓入空气，作用是使产生的二氧化碳全部进入B装置；
③在装置A中的反应发生时，图1装置的开关处于关闭状态（填“打开”或“关闭”）．
【数据处理】
（5）牙膏样品的质量为w g，小伟同学称得实验前、后装置B的总质量分别为m g和n g；小亮同学则通过一系列操作，称得B装置所得沉淀质量x g，你将选择小亮（填“小伟”或“小亮”）同学的数据进行计算，理由是挥发出的氯化氢气体能被氢氧化钡溶液吸收会导致结果偏大，该牙膏样品中碳酸钙的质量分数的表达式为$\frac{100x}{197w}×100%$．

Answer 1

分析 据图即可知道仪器的名称；盐酸能与碳酸钙反应生成氯化钙、水和二氧化碳，据此写出反应的化学方程式；要测定碳酸钙的含量，需要测定生成的二氧化碳的质量，据此解答；要想使测定的结果准确，需要将二氧化碳全部吸收；根据题干提供的数据结合物质间反应的化学方程式进行分析解答即可．

解答 解：（1）装置A中仪器I是分液漏斗，仪器Ⅱ是锥形瓶，故填：分液漏斗，锥形瓶．
（2）装置A中是碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应化学方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，为确保牙膏样品中的碳酸钙完全反应，观察到无气泡产生，则停止滴加稀盐酸．故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，无气泡产生．
（3）有同学提出要补充装置C，可以防止空气中的二氧化碳进入B装置，故选用图①，故填：①，防止空气中的二氧化碳进入B装置；
（4）②反应后，用图1装置鼓入空气，可以使产生的二氧化碳全部进入B装置，故填：使产生的二氧化碳全部进入B装置；
③在装置A中的反应发生时，图1装置的开关处于关闭状态，故填：关闭；
（5）因为盐酸易挥发，挥发出的氯化氢气体能被氢氧化钡溶液吸收，如果根据测定装置C在吸收CO₂前后的质量差来确定碳酸钙的质量分数，会使测定的结果明显偏高，故选用小亮同学的数据进行计算，设碳酸钙的质量为a
根据反应的化学方程式，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O，故碳酸钙和碳酸钡的质量关系为：
CaCO₃--BaCO₃
100       197
a         xg
$\frac{100}{197}=\frac{a}{xg}$
a=$\frac{100x}{197}g$     
该牙膏样品中碳酸钙的质量分数的表达式为$\frac{100x}{197w}×100%$，故填：小亮，挥发出的氯化氢气体能被氢氧化钡溶液吸收会导致结果偏大，$\frac{100x}{197w}×100%$．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．