题目内容

13．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：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生成．
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．
（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．
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气体全部排入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CO2+Ba（OH）2═BaCO3↓+H2O．
（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是cd（填标号）．
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（6）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%．
（7）有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差，一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．

分析 Ⅰ．（1）氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水．
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，发生反应AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，再加入过量稀盐酸，Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O，HCO3-+H+=CO2↑+H2O．
Ⅱ．实验开始需持续缓缓通入空气排净装置内的空气，空气通过装置A中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，然后装置B中从分液漏斗加入盐酸和牙膏样品反应，生成的二氧化碳气体通过装置C中氢氧化钡溶液吸收，最后连接装置D碱石灰是防止空气中二氧化碳进入装置C影响测定测定结果，
（3）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小．
（4）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水．
（5）a、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；
b、滴加盐酸过快CO2，CO2不能完全被吸收，排出装置C．
c、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO2．
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）2，可以吸收CO2中的HCl，而不影响CO2．
（6）BaCO3质量为3.94g n（BaCO3）=0.0200mol，则n（CaCO3）=0.0200mol，质量为2.00g．
（7）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．
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，发生反应AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-，再加入过量稀盐酸，Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O，HCO3-+H+=CO2↑+H2O，反应现象是通入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．实验开始需持续缓缓通入空气排净装置内的空气，空气通过装置A中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，然后装置B中从分液漏斗加入盐酸和牙膏样品反应，生成的二氧化碳气体通过装置C中氢氧化钡溶液吸收，最后连接装置D碱石灰是防止空气中二氧化碳进入装置C影响测定测定结果，
（3）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．
（4）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．
（5）a、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a不符合；
b、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b不符合；
c、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c符合；
d、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）2，可以吸收CO2中的HCl，影响CO2，不能提高测定准确度，故d符合．
故选：cd．
（6）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$\frac{2g}{8g}$×100%=25%．
故答案为：25%．
（7）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．

练习册系列答案
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