Question

18．化學興趣小組對某品牌牙膏中的摩擦劑成分及其含量進行以下探究：
查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產(chǎn)生．
牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定：利用如圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

依據(jù)實驗過程回答下列問題：
（1）D裝置的作用是：防止空氣中的二氧化碳進入裝置C干擾碳酸鈣的定量測定
（2）B中發(fā)生反應的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O
（3）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是cd（填標號）．
a．實驗結(jié)束時繼續(xù)通入空氣一會兒．      
b．滴加鹽酸不宜過快
c．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
d．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置
（4）進行三次實驗，每次實驗中準確稱取8.00g樣品，測得BaCO₃平均質(zhì)量為3.94g．則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為25%．
（5）有人認為不必測定C中生成的BaCO₃質(zhì)量，只要測定裝置C在吸收CO₂前后的質(zhì)量差，一樣可以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．這樣做不行，為什么？B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中．

Answer 1

分析 （1）利用如圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，依據(jù)碳元素守恒以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，裝置D防止空氣中二氧化碳進入裝置C；
（2）該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成，滴入鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水；
（3）a、實驗結(jié)束時繼續(xù)通入空氣一會兒，排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測定；
b、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置C；
c、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂；
d、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影響CO₂；
（4）BaCO₃質(zhì)量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質(zhì)量為2.00g；
（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中．

解答 解：（1）利用如圖所示裝置測定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，依據(jù)碳元素守恒以確定碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)，裝置D防止空氣中二氧化碳進入裝置C，裝置D的作用是防止空氣中的二氧化碳進入裝置C干擾碳酸鈣的定量測定，
故答案為：防止空氣中的二氧化碳進入裝置C干擾碳酸鈣的定量測定；
（2）該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成，滴入鹽酸，碳酸鈣和鹽酸反應生成氯化鈣、二氧化碳和水，反應的離子方程式為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
（3）a、實驗結(jié)束時繼續(xù)通入空氣一會兒，排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測定，可以提高測定準確度，故a不符合；
b、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂來不及被吸收，就排出裝置C，滴加鹽酸不宜過快，使二氧化碳吸收完全，可以提高測定準確度，故b不符合；
c、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂，不能提高提高測定準確度，故c符合；
d、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，影響CO₂，不能提高測定準確度，故d符合；
故答案為：cd；
（4）BaCO₃質(zhì)量為3.94g，則n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質(zhì)量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{2g}{8g}$×100%=25%，
故答案為：25%；
（7）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導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)量分數(shù)偏高，
故答案為：B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中．

點評 本題考查較為綜合，以物質(zhì)的制備實驗為載體，綜合考查實驗的設計、物質(zhì)的分離、提純等知識，對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學用語、化學計算、物質(zhì)組成的測定等，注意根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)設計實驗方案，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．