Question

5．化学兴趣小组对某品牌牙膏中摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：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．
实验内容：
Ⅰ．摩擦剂中氢氧化铝的定性检验．
取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤，往滤渣中加入过量NaOH溶液．
（1）该过程涉及主要反应的离子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
Ⅱ．牙膏样品中碳酸钙的定量测定
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C中生成的沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数．

依据实验过程回答下列问题：
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气．其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有：把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（3）C中反应生成沉淀的化学方程式是Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O．
（4）下列各项措施中，能提高测定准确度的是a、c（填标号）．
a．滴加盐酸不宜过快
b．在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
c．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
d．在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（5）实验中准确称取10.00g样品三份，进行三次测定，测得C中产生沉淀平均质量为3，.94g．则样品中碳酸钙的质量分数为20%．
（6）有人认为只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，也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明显偏高，原因是B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水^-；
Ⅱ．（2）实验通过C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．
（3）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水．
（4）a、滴加盐酸过快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出装置C；
b、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO₂；
c、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；
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，可以吸收CO₂中的HCl，又生成二氧化碳，影响CO₂．
（5）BaCO₃质量为3.94g，n（BaCO₃）=0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g．
（6）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

解答 解：Ⅰ．（1）氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水，反应离子方程式为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
故答案为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
Ⅱ．（2）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C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
故答案为：把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（3）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．
故答案为：CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O．
（4）a、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a正确；
b、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b错误；
c、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c正确；
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，可以吸收CO₂中的HCl，生成二氧化碳，使二氧化碳增加，影响CO₂，不能提高测定准确度，故d错误．
故答案为：ac；
（5）BaCO₃质量为3.94g，则n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=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为$\frac{2g}{10.00g}$×100%=20%．
故答案为：20%；
（6）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中，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．
故答案为：B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

点评 本题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，难度中等，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．