题目内容
11．牙膏是生活中常见的物质，其配料成分有摩擦剂、增稠剂、发泡剂等，其中摩擦剂的类型有很多，如CaCO3、Al（OH）3、SiO2或这些物质的混合物．我校兴趣小组想研究牙膏摩擦剂的成分．【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
【实验方案】
①取少量牙膏于试管中，加入过量稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有碳酸根离子；
②取实验①中的溶液，加入草酸铵【（NH4）2C2O4】溶液，生成白色沉淀--草酸钙，请写出该反应的化学方程式（NH4）2C2O4+CaCl2=CaC2O4↓+2NH4Cl．
【提出问题2】该牙膏中CaCO3的含量是多少？
【实验装置】
【实验步骤】
（1）按如图连接好装置后，发现一处明显的错误，改正为C装置中进气管伸入液面以下，出气管稍露出橡皮塞即可；
（2）重新连接好装置，并检查装置的气密性；
（3）在B 装置中加入牙膏样品8.00g；
（4）关闭 K1，打开 K2（填“打开”或“关闭”），向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至B 中不再产生气泡，停止滴加盐酸；
（5）关闭K2，打开K1，缓缓通入空气，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；
（7）重复实验．（已知此品牌牙膏中的摩擦剂为碳酸钙，且其他成分不和盐酸反应，装置内试剂均足量．）
【实验数据】重复实验，3 次数据记录如表：
| 实验次数 | 实验1 | 实验2 | 实验3 |
| C 装置中沉淀质量（g） | 3.93 | 3.94 | 3.95 |
（1）上述数据能否由托盘天平测得？不能．
（2）若没有A 装置，则测定结果将偏大．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）
（3）D 装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，防止干扰．
（4）据上表数据，计算该牙膏样品中CaCO3 的含量是多少？写出计算过程2g．
【实验反思】
（1）重复实验，取平均值的意义在于减小偶然误差（合理即可）．
（2）下列各项措施中，能提高测定准确度的是c（填序号）．
a．在装置A、B 之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶
b．在装置B、C 之间增加盛有饱和碳酸氢钠的洗气瓶 c．缓缓滴加稀盐酸．
分析 【实验方案】依据碳酸根离子的检验方法分析解答，并据反应原理书写方程式；
（1）洗气装置中导管应长进短出；
【实验分析及数据处理】
（1）根据天平的精确度分析解答；
（2）A装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，防止测量结果不准确；
（3）D装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，防止测量结果不准确；
（4）依据所测生成沉淀数据的平均值，计算反应的二氧化碳的质量，并进而计算参加反应的碳酸钙的质量；
【实验反思】
（2）在装置B、C之间增加盛有饱和碳酸氢钠的洗气瓶，可以防止挥发出的氯化氢气体等进入C装置，碳酸氢钠与盐酸反应生成二氧化碳；缓缓滴加稀盐酸可使生成的二氧化碳反应完全，使测量结果更准确．
解答 解：【实验方案】①取少量牙膏于试管中，加入过量稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，从而证明摩擦剂中含有碳酸根离子；
②实验①中的溶液中含有氯离子，加入草酸铵溶液，生成白色沉淀-草酸钙，说明该溶液中含有钙离子，反应的化学方程式是（NH4）2C2O4+CaCl2=CaC2O4↓+2NH4Cl；
（1）C的作用是吸收反应生成的二氧化碳，装置中导管应长进短出；
【实验分析及数据处理】
（1）天平只能精确到0.1g，故用天平无法测量；
（2）A装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，若没有该装置，则进入C的气体还有空气中的二氧化碳，使测量结果偏大；
（3）D装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，防止空气中二氧化碳进入，使测量结果不准确；
（4）依据所测生成沉淀数据的平均值，计算反应的二氧化碳的质量，并进而计算牙膏中碳酸钙的质量，计算过程如下；
【实验反思】
（2）在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶，是吸收水蒸气，而水蒸气对于二氧化碳无影响；在装置B、C之间增加盛有饱和碳酸氢钠的洗气瓶，则由B中挥发出来的氯化氢气体会与洗气装置中的NaHCO3反应，生成二氧化碳气体，使测定结果偏高；缓缓滴加稀盐酸可使生成的二氧化碳反应完全，使测量结果更准确；
故答案为：【实验方案】①碳酸根；②（NH4）2C2O4+CaCl2=CaC2O4↓+2NH4Cl；
（1）C装置中进气管伸入液面以下，出气管稍露出橡皮塞即可；
【实验分析及数据处理】
（1）不能；（2）偏大；（3）吸收空气中的二氧化碳，防止干扰；
（4）设二氧化碳的质量为x
Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O
44 197
x 3.94g
$\frac{44}{x}=\frac{197}{3.94g}$
x=0.88g
设碳酸钙的质量为y
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑
100 44
y 0.88g
$\frac{100}{y}=\frac{44}{0.88g}$
y=2g
答：该牙膏样品中碳酸钙的质量是2g．
【实验反思】
（2）c．
点评 本题难度较大，属于盐的性质中实验方法和过程的探究，根据物质的化学性质，要认真分析，不仅要把握实验设计的每一个步骤中的实验目的，装置的用途等知识，还要对有关的计算准确，能考查学生综合分析、解决问题的能力．
| A． |  滴加液体 | B． |  加热液体 | C． |  读液体体积 | D． |  熄灭酒精灯 |
| A． |  面粉爆炸 | B． |  洗洁精洗碗 | ||
| C． |  稀释浓硫酸 | D． |  氢气吹肥皂泡 |
| A． | 使用可降解塑料代替传统塑料，有利于减轻“白色污染” | |
| B． | 稀土是储量较少、不可再生的金属资源 | |
| C． | 一种元素在同一化合物可以显示不同的化合价 | |
| D． | 催化剂能改变化学反应的速率，而本身的质量和性质在化学反应前后都不会改变 |
【提出问题】久置固体的成分是什么？
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2和CaCO3．
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．
【实验探究】甲同学的方案：
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
取少量固体于试管中，滴 加足量的稀盐酸（或稀硫酸）． | 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液． | 固体中一定含有Fe（或铁粉）， 一定不含Fe2O3． |
他设计如图2实验方案继续验证．
（1）步骤①样品用磁铁吸引前需经过研碎，其中研碎的目的是增大接触面积，使得铁粉能够充分吸引；
（2）②中固体溶解时放出大量热，由此可以判断固体中一定含有CaO（或氧化钙）．
（3）③中反应的化学方程式是Ca（OH）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaOH．
乙同学对滤渣B又进行探究．
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| 取少量固体于试管中，滴加足量的稀盐酸，并将气体通入澄清石灰水 | 固体逐渐消失、有气泡产生、 澄清石灰水变浑浊、溶液呈黄色． | 固体中一定含有CaCO3和Fe2O3． |
