题目内容

12．日常用牙膏的主要成分有：活性物质，摩擦剂，甘油等，假设牙膏中的摩擦剂成分为CaC03、SiO2、Al（OH）3中的一种或几种物质组成，牙膏中其他成分均可溶于盐酸，且无气体产生．
（1）牙膏中添加甘油主要作用保温
为进一步炭疽牙膏中摩擦剂成分，进行了以下探究：
Ⅰ．摩擦剂成分的定性检验：
设计实验方案，验证假设，请写出实验步骤以及预期现象和结论（可不填满也可补充）．可选的试剂：稀盐酸，稀硫酸，NaOH溶液，澄清石灰水．
实验步骤预期现象和结论
步骤1：取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤有难溶物存在
步骤2：①有无色气泡产生，说明有CaCO3
②出现无色气泡，说明含有碳酸钙，说明有若有难溶物存在，说明有二氧化硅
步骤3：
…
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
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气，其主要作用将生成的二氧化碳全部排入C中，使之完全被氢氧化钡吸收
（3）仪器C中选择Ba（OH）2而不选择Ca（OH）2溶液原因：①氢氧化钡的溶解度大，可以配制得较高的浓度②产物碳酸钡的相对分子量大，可以减小实验误差
（4）下列各项措施中，能提高测定准确经度的是ab（填标号）
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体
b．缓慢滴加稀盐酸
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
（5）实验中准确称取1.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO2平均质量为3.94g，测样品中碳酸钙的质量分数为20%，若改测定C中生成BaCO2的质量分数，两方法测定的结果不同（填“相同”或“不同”），原因是B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

分析 （1）甘油具有吸湿性，所以牙膏中添加甘油主要作用是保温；
Ⅰ．依据碳酸钙和氢氧化铝的性质分析设计实验，证明含有碳酸钙和氢氧化铝的实验方案和反应现象分析判断；
Ⅱ．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，整个装置中如果有二氧化碳会测定结果偏大，如果残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小，由此分析解答：
（2）将生成的二氧化碳全部排入C装置中，使之完全被氢氧化钡吸收；
（3）可以通过溶解度的角度分析考虑，另碳酸钡的相对分子量比碳酸钙的相对分子量大得多，称量读数时误差小；
（4）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；
b．缓慢滴加稀盐酸，防上滴加过快二氧化碳来不及吸收，排出C装置；
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水，对碳酸钡的质量无影响；
d．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，吸收氯化氢的同时生成二氧化碳，影响测定的准确度；
（5）BaCO3质量为3.94g n（BaCO3）=0.0200mol，则n（CaCO3）=0.0200mol，质量为2.00g；装置B中的水蒸气和氯化氢气体会进入装置C．

解答 解：（1）甘油具有吸湿性，所以牙膏中添加甘油主要作用是保温，故答案为：保温；
Ⅰ．设计方案对步骤1，生成的难溶物进行定性实验，将难溶物于试管，滴加直过量的盐酸，若有无色气泡产生，说明碳酸钙的存在，若加盐酸仍然出现不溶物，说明二氧化硅的存在，然后取上层清液少许，滴加氢氧化钠，观察现象，故答案为：

实验步骤预期现象和结论
步骤1：
步骤2：取步骤1中适量滤渣于试管，滴加过量稀盐酸．①出现无色气泡，说明含有碳酸钙；②若有难溶物存在，说明有二氧化硅．
步骤3：取步骤2的上层清液，滴加氢氧化钠溶液溶液先生成沉淀，后沉淀溶解说明含有氢氧化铝；若无明显现象，则无氢氧化铝．
（2）实验过程中需持续缓缓通入空气，其主要作用是将生成的二氧化碳气体赶到C装置中，被氢氧化钡完全吸收，故答案为：将生成的二氧化碳全部排入C中，使之完全被氢氧化钡吸收；
（3）氢氧化钡的溶解度比氢氧化钙的溶解度大得多，单位体积内氢氧化钡溶解的量多，吸收效果好，另碳酸钡的相对分子量比碳酸钙的相对分子量大得多，称量读数时误差小，故答案为：氢氧化钡的溶解度大，可以配制得较高的浓度；产物碳酸钡的相对分子量大，可以减小实验误差；
（4）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，提高测定准确度，故正确；
b．缓慢滴加稀盐酸，防上滴加过快二氧化碳来不及吸收，排出C装置，提高测定准确度，故正确；
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水，对碳酸钡的质量无影响，故错误；
d．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，吸收氯化氢的同时生成二氧化碳，影响测定的准确度，故错误；
故选：ab；
（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$\frac{2g}{10.0g}$×100%=20%，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：20%；不同；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、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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