Question

15．化學(xué)興趣小組查得某品牌牙膏中的摩擦劑主要成分是碳酸鈣，其它成分遇鹽酸無氣體產(chǎn)生．他們想測定該牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實驗步驟】

①按如圖連接好裝置，并 檢查氣密性；
②在B裝置中加入牙膏樣品8.00g；
③緩緩?fù)ㄈ肟諝庖欢螘r間，關(guān)閉止水夾，然后接上C、D裝置；
④打開分液漏斗活塞，滴入10%的鹽酸，至不再產(chǎn)生氣泡為止；
⑤打開止水夾，再次緩緩?fù)ㄈ肟諝猓�至C裝置的質(zhì)量不再增加；
⑥將C中的沉淀物過濾、洗滌、干燥，并測得固體的質(zhì)量為3.94g．
【實驗分析與數(shù)據(jù)處理】
（1）D裝置的作用是吸收空氣的水分和二氧化碳．
（2）步驟⑤中當(dāng)C裝置的質(zhì)量不再增加說明生成的二氧化碳已經(jīng)被全部吸收．
（3）通過計算得到該牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25%．
（4）若無A裝置，直接通入空氣，則測定結(jié)果將偏大（填“偏大”“偏小”或“不變”）．
【交流討論】
有同學(xué)認(rèn)為不必測定C中生成的沉淀物質(zhì)量，只要測定C裝置在吸收CO₂前后的質(zhì)量，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．請判斷是否可以并說明理由：不可行．鹽酸具有揮發(fā)性，也可以由B進(jìn)入C，且C中可能還會進(jìn)入水蒸氣，導(dǎo)致的質(zhì)量差，不僅僅是二氧化碳的原因．

Answer 1

分析 【實驗步驟】有氣體參加的反應(yīng)，實驗裝置連接好后，要檢驗裝置的氣密性；
【實驗分析與數(shù)據(jù)處理】
（1）根據(jù)堿石灰的成分分析；
（2）氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳，生成碳酸鈉和水；
（3）根據(jù)由CaCO₃+2HCI═CaCI₂+H₂O+CO₂↑，可以推出CaCO₃～CO₂，由Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O，可以推出CO₂～BaCO₃，進(jìn)一步可以推出CaCO₃～BaCO₃；
（4）根據(jù)若沒有A裝置，直接通入空氣，那么空氣中的二氧化碳會被氫氧化鋇溶液吸收，影響實驗結(jié)果進(jìn)行分析；
【交流討論】B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中．

解答 解：【實驗步驟】連接好裝置后，應(yīng)該檢驗裝置的氣密性，因為有氣體參與反應(yīng)；
【實驗分析與數(shù)據(jù)處理】
（1）裝置D的堿石灰可以吸收空氣中二氧化碳?xì)怏w，防止空氣中的CO₂進(jìn)入C裝置中對測定產(chǎn)生影響；
（2）氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳，生成碳酸鈉和水，裝置C的質(zhì)量不再增加，說明CO₂被NaOH完全吸收；
（3）解：設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為x，
因為CaCO₃～CO₂，CO₂～BaCO₃，所以CaCO₃～BaCO₃，
CaCO₃～BaCO₃，
 100    197
  x    3.94g
$\frac{100}{x}=\frac{197}{3.94g}$
x=2g，
牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{2g}{8g}$×100%=25%，
（4）若沒有A裝置，直接通入空氣，那么空氣中的二氧化碳會被氫氧化鋇溶液吸收，會導(dǎo)致測定的碳酸鈣質(zhì)量偏大，從而導(dǎo)致測得CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大．
【交流討論】B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量偏大，測定的碳酸鈣的質(zhì)量偏大，碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高．
故答案為：①檢查氣密性
（1）吸收空氣的水分和二氧化碳
（2）生成的二氧化碳已經(jīng)被全部吸收
（3）25%
（4）偏大
【交流討論】
不可行．鹽酸具有揮發(fā)性，也可以由B進(jìn)入C，且C中可能還會進(jìn)入水蒸氣，導(dǎo)致的質(zhì)量差，不僅僅是二氧化碳的原因

點評 本題考查對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學(xué)用語、化學(xué)計算、物質(zhì)組成的測定等，難度較大，是對所需知識的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關(guān)鍵．