Question

13．化學興趣小組對牙膏中摩擦劑成分及其含量進行探究．查資料得知：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時無氣體生成．
Ⅰ．取適量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾．
（1）往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾．
氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-=AlO₂^-+2H₂O．
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸．
觀察到的現象是通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產生、沉淀溶解．
Ⅱ．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沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數．

依據實驗過程回答下列問題：
（3）實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣．其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（4）裝置D的作用是防止空氣中CO₂進入C，影響實驗．
（5）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是cd（填標號）．
a．在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體
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
（6）實驗中準確稱取 8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO₃平均質量為 3.94g．則樣品中碳酸鈣的質量分數為25%．
Ⅲ．（7）₅₆Ba與Mg在同一主族，Ba在周期表的位置是第六周期IIA族，MgO的堿性比BaO
弱（填“強”或“弱”），Mg（OH）₂的溶解度比Ba（OH）₂的溶解度�。ㄌ睢按蟆被颉靶　保�

Answer 1

分析 Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水；
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
Ⅱ．（3）實驗通過C裝置生成的碳酸鋇的質量測定二氧化碳的質量，進而計算牙膏中碳酸鈣的質量分數．裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏小；
（4）空氣中二氧化碳進入C裝置后能夠與氫氧化鋇反應，會影響實驗測定，據此可知裝置D的作用；
（5）a、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定；
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，二氧化碳中混有的HCl與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，影響了CO₂的量；
（6）BaCO₃質量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質量為2.00g；
Ⅲ、（7）依據元素周期表分析Ba元素是56號元素與鎂同主族，結合原子核外電子排布規(guī)律得到周期表中的位置，依據同主族遞變規(guī)律分析判斷氧化物穩(wěn)定性和堿的強弱；

解答 解：Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水，反應離子方程式為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，
故答案為：通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產生、沉淀溶解；
Ⅱ．（3）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏小，持續(xù)緩緩通入空氣的作用為：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
故答案為：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（4）由于空氣中二氧化碳進入C裝置后能夠與氫氧化鋇反應，影響了實驗測定，而裝置D可防止空氣中CO₂進入C，從而避免了對該實驗測定的影響，
故答案為：防止空氣中CO₂進入C，影響實驗；
（5）a、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定，可以提高測定準確度，故a錯誤；
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錯誤；
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正確；
d、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，CO₂中混有的HCl與碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，影響了CO₂的總量，不能提高測定準確度，故d正確；
故答案為：cd；
（6）BaCO₃質量為3.94g，則n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為：$\frac{2g}{8g}$×100%=25%，
故答案為：25%；
（7）₅₆Ba與Mg在同一主族，Ba為56號元素有六個電子層，最外層電子數為2，在周期表的位置是第六周期IIA族，同主族金屬性依次增加，形成堿性增強，MgO的堿性比BaO弱，氫氧化鎂難溶于水，氫氧化鋇易溶于水，Mg（OH）₂的溶解度比Ba（OH）₂的溶解度小，
故答案為：第六周期IIA族；弱；�。�

點評 本題考查探究物質組成、測量物質含量的方法，題目難度較大，涉及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、物質組成的測定等知識，是對所需知識的綜合運用，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鍵．