Question

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，加水成分搅拌、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

 

．
（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

 

．
Ⅱ．牙膏样品中碳酸钙的定量测定
利用下图所示装置（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：

 

．
（4）D装置的作用是

 

．
（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

 

．
（6）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

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

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．（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）防止空气中二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水；
（5）BaCO₃质量为3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g；
（6）装置B中的水蒸气和氯化氢气体会进入装置C

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．（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）防止空气中的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，影响测定结果；
故答案为：防止空气中的二氧化碳与氢氧化钡反应影响测定结果；
（5）BaCO₃质量为3.94g，则n（BaCO₃）=

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

2g

8g

×100%=25%，
故答案为：25%；
（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．