Question

7．化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
 查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生．
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．
（1）往滤渣中加入过量 NaOH溶液，过滤．氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O（也可写为Al（OH）₃+OH^-═[Al（OH）₄]^-）．
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸．观察的现象是通入CO₂气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解．
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BaCO₃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：
（3）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全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（4）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O．
（5）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g．则样品中碳酸钙的质量分数为25%．

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）Al（OH）₃溶于NaOH溶液生成NaAlO₂和H₂O；
（2）NaAlO₂溶液呈碱性，通入过量CO₂时沉淀Al（OH）₃和NaHCO₃，Al（OH）₃是两性氢氧化物，能溶于强酸溶液；
Ⅱ．空气中含有CO₂，所以A装置能吸收空气中CO₂，通入空气的目的是将B中产生的CO₂全部排入C中，使CO₂完全被Ba（OH）₂吸收，D装置能吸收水蒸气、二氧化碳，防止C中右边导管进入空气；
（3）实验过程中需持续缓缓通入空气，能把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（4）Ba（OH）₂和CO₂反应BaCO₃沉淀和水；
（5）根据C原子守恒计算碳酸钙质量分数．

解答 解：Ⅰ．（1）Al（OH）₃溶于NaOH溶液生成NaAlO₂和H₂O，离子方程式为Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O（也可写为Al（OH）₃+OH^-═[Al（OH）₄]^-），
故答案为：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O（也可写为Al（OH）₃+OH^-═[Al（OH）₄]^-）；
（2）NaAlO₂溶液呈碱性，通入过量CO₂时沉淀Al（OH）₃和NaHCO₃，Al（OH）₃是两性氢氧化物，能溶于强酸溶液，所以产生的沉淀溶于稀盐酸中，所以看到的现象是：通入CO₂气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解，
故答案为：通入CO₂气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生、沉淀溶解；
Ⅱ．空气中含有CO₂，所以A装置能吸收空气中CO₂，通入空气的目的是将B中产生的CO₂全部排入C中，使CO₂完全被Ba（OH）₂吸收，D装置能吸收水蒸气、二氧化碳，防止C中右边导管进入空气；
（3）实验过程中需持续缓缓通入空气，能把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收，否则使测定结果偏小，
故答案为：把生成的CO₂全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（4）Ba（OH）₂和CO₂反应BaCO₃沉淀和水，化学方程式为Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O，故答案为：Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O；
（5）根据C原子守恒得n（CaCO₃）=n（BaCO₃），所以m（CaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$×100g/mol=2g，其质量分数=$\frac{2g}{8g}×100%$=25%，故答案为：25%．

点评 本题考查物质成分判断及物质含量测定，为高频考点，侧重考查实验基本操作、基本计算、物质性质等知识点，明确实验原理、物质性质是解本题关键，知道各个装置的作用及可能发生的化学反应．