Question

6．在实验研究中，同学们对牙膏的成分和性质进行如下探究．
（1）小红测定三种牙膏的pH．
甲：pH=8.5   乙：pH=7.0   丙：pH=6.5
能缓解牙齿酸痛的碱性牙膏是甲（填甲、乙或丙）．
（2）小朋对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行测定．
【查阅资料】①该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；
②牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生．
【实验分析】根据以上资料，用如图所示装置测定牙膏样品中碳酸钙的含量

①装置A中氢氧化钠溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳气体；
②装置C中观察到的现象是有沉淀产生；
③实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用排出B装置中反应产生的二氧化碳气体，使其被C装置中的溶液充分吸收；
④装置D中碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，其中氧化钙与水反应的化学方程式为CaO+H₂O═Ca（OH）₂．
【定量计算】小朋称取10.0g牙膏样品，加入40g稀盐酸，恰好完全反应，装置C中生成沉淀的质量为1.97g．计算样品中碳酸钙的质量分数．
【反思与评价】有人认为不必测定C中沉淀的质量，只要测定装置C在反应前后的质量差，同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偏高（偏高、不变或偏低），原因可能是吸收水蒸气或氯化氢气体．

Answer 1

分析 （1）根据溶液pH大于7时，显碱性，等于7时显中性，小于7时显酸性进行分析；
（2）【实验分析】①根据氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳气体进行分析；
②根据二氧化碳和氢氧化钡反应生成碳酸钡白色沉淀和水进行分析；
③为了使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钡溶液吸收，应该持续缓缓通入空气；
④根据氧化钙能和水反应生成氢氧化钙进行分析；
【定量计算】根据质量守恒定律计算生成的二氧化碳的质量，然后依据化学方程式计算参加反应的碳酸钙的质量，进而计算碳酸钙的质量分数；
【反思与评价】根据氢氧化钡会与氯化氢反应进行分析．

解答 解：（1）因为甲牙膏的pH大于7，显碱性，因此能缓解牙齿酸痛的碱性牙膏是甲；
（2）【实验分析】①该装置中氢氧化钠溶液的作用是吸收空气中的二氧化碳；
②C中观察到有沉淀产生，反应的化学方程式为：CO₂+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+H₂O；
③实验过程中需持续缓缓通入空气，其作用是使反应产生的二氧化碳全部被氢氧化钡溶液吸收；
④氧化钙和水反应生成氢氧化钙，化学方程式为：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
【定量计算】设牙膏样品中碳酸钙质量为x
CO₂+Ba（OH）₂=BaCO₃↓+H₂O，CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
通过化学方程式可以看出
BaCO₃------CaCO₃，
197         100
1.97g         x
  $\frac{197}{1.97g}$=$\frac{100}{x}$
  x=1g
样品中碳酸钙的质量分数为：$\frac{1g}{10g}$×100%=10%
答：样品中碳酸钙的质量分数为10%．
【反思与评价】实验证明按此方法测定的结果偏高，原因可能是：吸收水蒸气或氯化氢气体．
故答案为：（1）甲；
（2）【实验分析】①吸收空气中的二氧化碳；
②产生白色沉淀；
③使产生的二氧化碳气体完全被C中的氢氧化钡溶液吸收；
④CaO+H₂O=Ca（OH）₂；
【定量计算】样品中碳酸钙的质量分数为10%；
【数据分析】偏高，吸收水蒸气或氯化氢气体．

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．