题目内容
4.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;碱石灰主要成分为生石灰与氢氧化钠.
【实验方案】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CO32-(填离子符号);石灰水变浑浊的化学方程式为Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
【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,并检查装置气密性;
(2)在B装置中加入牙膏样品5.00g;
(3)打开K1,关闭K2,通入空气一会儿;
(4)关闭K1,打开K2,向牙膏样品中滴入质量分数为10%的盐酸,直到不再产生气泡时,停止滴加盐酸;
(5)打开K1,关闭K2,再通入空气一会儿,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、烘干后称量其质量为1.97g.
(已知此品牌牙膏中的其他成分不与盐酸反应,装置内试剂均足量且充分反应)
【实验分析及数据处理】
(1)若无A装置,直接通入空气,测定结果将偏大(填“偏大”、“偏小”或“不变”).
(2)D装置的作用是防止空气中的二氧化碳气体进入C装置中.
(3)根据上面数据计算出牙膏样品中碳酸钙的质量分数为20%.
【实验反思】下列各项措施中,能提高CaCO3的质量分数测定准确度的是C(填序号).
A.在装置B、C之间增加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶
B.在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶
C.缓缓滴加稀盐酸.
分析 【实验方案】
碳酸根离子能和氢离子结合生成水和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;
【实验步骤】
凡是有气体参加或产生的实验,实验前一定要检查装置的气密性,以防装置漏气影响实验结果;
【实验分析及数据处理】
氢氧化钠溶液能够吸收空气中的二氧化碳;
碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳;
碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氢氧化钡和二氧化碳反应生成白色沉淀碳酸钡和水,根据碳酸钡质量可以计算二氧化碳质量,根据二氧化碳质量可以计算碳酸钙质量,进一步可以计算牙膏中碳酸钙的质量分数;
【实验反思】
碳酸氢钠能和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳;
如果滴加稀盐酸速率过快,容易导致反应生成的二氧化碳不能被C装置中的氢氧化钡溶液完全吸收.
解答 解:【实验方案】
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 CO32-;
二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
故填:CO32-;Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
【实验步骤】
(1)按如图连接好装置后,并检查装置气密性.
故填:检查装置气密性.
【实验分析及数据处理】
(1)若无A装置,直接通入空气,会导致空气中的二氧化碳被C装置中的氢氧化钡溶液吸收,从而导致测定结果将偏大.
故填:偏大.
(2)D装置的作用是防止空气中的二氧化碳气体进入C装置中.
故填:防止空气中的二氧化碳气体进入C装置中.
(3)设碳酸钙质量为x,
由 CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,Ba(OH)2+CO2═BaCO3↓+H2O可知,CaCO3~BaCO3↓,
CaCO3~BaCO3↓,
100 197
x 1.97g
$\frac{100}{x}$=$\frac{197}{1.97g}$,
x=1.00g,
牙膏样品中碳酸钙的质量分数为:$\frac{1.00g}{5.00g}$×100%=20%,
故填:20%.
【实验反思】A.在装置B、C之间增加盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶时,二氧化碳中的氯化氢气体能和碳酸氢钠反应生成二氧化碳,从而导致计算出的碳酸钙质量分数偏大,该选项不能提高CaCO3的质量分数测定准确度;
B.在装置A、B之间是否增加盛有浓硫酸的洗气瓶,都不影响二氧化碳的质量,该选项不能提高CaCO3的质量分数测定准确度;
C.缓缓滴加稀盐酸时,能使反应生成的二氧化碳全部被氢氧化钡溶液吸收,从而提高测定的准确度,该选项能提高CaCO3的质量分数测定准确度.
故填:C.
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.
| 物质 | 共性 | 特性 | |
| A | CO、CO2 | 常温下,都是气体 | CO2能溶于水,CO难溶于水 |
| B | H2O2、H2O | 都有可燃性 | H2O2能分解产生氧气,H2O则不能 |
| C | 浓硫酸、浓盐酸 | 水溶液都显酸性 | 浓硫酸具有吸水性,浓盐酸具有挥发性 |
| D | KMnO4、KClO3 | 都能够发生分解反应生成氧气 | 常温下KMnO4是固体、KClO3是白色晶体 |
| A. | A | B. | B | C. | C | D. | D |
| A. | 2H2O$\frac{\underline{\;通直流电\;}}{\;}$2H2+O2↑ | B. | 4P+5O2═2P2O5 | ||
| C. | 4Fe+3 O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2 Fe2O3 | D. | 2 H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$ 2 H2O+O2↑ |
| 反应时间min/ 物质质量/g | 活性炭 | NO | 甲 | 乙 |
| 0 | 24.36 | 3 | 0 | 0 |
| 2 | 24 | 1.2 | x | 1.32 |
| A. | x的值为23.88 | B. | 反应中活性炭只起吸附作用 | ||
| C. | 反应中有元素化合价的升高和降低 | D. | 生成甲、乙气体的分子数之比为1:2 |
【提出问题】二氧化碳通入氢氧化钠溶液中无明显现象,两者是否发生了化学反应?
【猜想假设】猜想①:两者发生了化学反应;猜想②:两者没有发生化学反应
【实验探究】四位同学分别设计出了下列4种实验装置.
①装置(3)出现的实验现象气球变大.
②有同学对上述4个实验提出质疑,认为实验不严谨,其理由是二氧化碳也溶于水,要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,补做的对照实验是将(1)装置中的NaOH溶液换成水,观察试管内液面的情况.
③小明同学认为也可以通过检验生成物来验证猜想,请帮他填写实验报告.
| 实验方法、现象 | 实验结论 |
| 验证了二氧化碳和氢氧化钠溶液反应 |
| A. | 花香四溢 | B. | 酒精挥发 | C. | 钢铁生锈 | D. | 石蜡熔化 |
| A. | 含有氧元素的纯净物一定是氧化物 | |
| B. | 物质与氧气发生的反应一定是化合反应 | |
| C. | 二氧化碳影响人体健康是因为二氧化碳有毒 | |
| D. | 石墨变金刚石属于化学变化 |