Question

化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行探究：
Ⅰ．查資料：該摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸無氣體生成．
Ⅱ．牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定：
利用圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

實(shí)驗(yàn)步驟：
①如圖所示連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；
②準(zhǔn)確稱取牙膏樣品的質(zhì)量4.00g，并在各儀器中加入相應(yīng)試劑；
③打開彈簧夾甲，緩緩?fù)ㄈ肟諝�，然后接上C；
④打開B的分液漏斗滴加鹽酸反應(yīng)，同時(shí)再次持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓?BR>⑤待B中不再產(chǎn)生氣體后停止滴加鹽酸；
⑥將C中沉淀過濾、洗滌、干燥，得BaCO₃固體，稱量BaCO₃的質(zhì)量為1.97g．
（1）A中放NaOH溶液的作用是

除去空氣中的二氧化碳

；
（2）步驟④通入空氣的作用是

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

；
（3）步驟⑥中檢驗(yàn)沉淀洗干凈的方法是

取最后幾滴濾液，加稀硫酸，如無白色沉淀出現(xiàn)，則表明洗干凈

；
（4）本實(shí)驗(yàn)測(cè)定得到的樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

25%

；
若采取下列措施，對(duì)測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確度沒有影響的是

c

（填標(biāo)號(hào)）；
a．省略步驟③b．滴加鹽酸快一些     c．多次實(shí)驗(yàn)，取平均值計(jì)算
（5）有同學(xué)認(rèn)為不必測(cè)定C中生成BaCO₃質(zhì)量，只要測(cè)定裝置C在吸收CO₂前后質(zhì)量差，一樣可以準(zhǔn)確測(cè)定碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)．請(qǐng)說明是否可以并說明理由

不可以，這樣測(cè)得的結(jié)果會(huì)偏大，因?yàn)锽中的水蒸氣、HCl氣體會(huì)進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大

．

Answer 1

分析：該實(shí)驗(yàn)方案是測(cè)定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）實(shí)驗(yàn)裝置中會(huì)殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質(zhì)量的沉淀，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入C中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應(yīng)先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測(cè)定；
（2）實(shí)驗(yàn)裝置中會(huì)殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質(zhì)量的沉淀，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入C中被吸收；
（3）碳酸鋇沉淀可能會(huì)附著氫氧化鋇，取最后的濾液，檢驗(yàn)是否含有鋇離子即可；
（4）根據(jù)碳酸鋇的質(zhì)量計(jì)算反應(yīng)生成二氧化碳的物質(zhì)的量，由碳元素守恒可知牙膏中n（CO₂）=n（CaCO₃），進(jìn)而計(jì)算碳酸鈣質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算；
a．省略步驟③導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鋇的質(zhì)量偏大，計(jì)算生成的二氧化碳偏大，牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量偏大；
b．滴加鹽酸快一些，產(chǎn)生CO₂氣流速度太快導(dǎo)致Ba（OH）₂未完全吸收；
c．多次實(shí)驗(yàn)，取平均值計(jì)算，對(duì)測(cè)量結(jié)果無影響，可以減少誤差；
（5）B中的水蒸氣、HCl氣體會(huì)進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大．

解答：解：該實(shí)驗(yàn)方案是測(cè)定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，確定生成的二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（1）實(shí)驗(yàn)裝置中會(huì)殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質(zhì)量的沉淀，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入C中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應(yīng)先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測(cè)定，A中放NaOH溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳，故答案為：除去空氣中的二氧化碳；
（2）實(shí)驗(yàn)裝置中會(huì)殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質(zhì)量的沉淀，需要通入空氣將裝置內(nèi)的二氧化碳完全排入C中被吸收，步驟④通入空氣的作用是把生成的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；
（3）碳酸鋇沉淀可能會(huì)附著氫氧化鋇，取最后的濾液，檢驗(yàn)是否含有鋇離子即可，檢驗(yàn)方法是：取最后幾滴濾液，加稀硫酸，如無白色沉淀出現(xiàn)，則表明洗干凈，
故答案為：取最后幾滴濾液，加稀硫酸，如無白色沉淀出現(xiàn)，則表明洗干凈；
（4）BaCO₃的質(zhì)量為1.97g，其物質(zhì)的量為

1.97g

197g/mol

=0.01mol，生成二氧化碳的物質(zhì)的量為0.01mol，由碳元素守恒可知牙膏中n（CO₂）=n（CaCO₃）=0.01mol，碳酸鈣質(zhì)量為0.01mol×100g/mol=1g，牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

1g

4.00g

×100%=25%；
a．省略步驟③導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鋇的質(zhì)量偏大，計(jì)算生成的二氧化碳偏大，牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量偏大，測(cè)定結(jié)果偏高；
b．滴加鹽酸快一些，產(chǎn)生CO₂氣流速度太快導(dǎo)致Ba（OH）₂未完全吸收，導(dǎo)致測(cè)定的牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量偏小．測(cè)定結(jié)果偏低；
c．多次實(shí)驗(yàn)，取平均值計(jì)算，對(duì)測(cè)量結(jié)果無影響，可以減少誤差；
故答案為：25%；c；
（5）B中的水蒸氣、HCl氣體會(huì)進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大，故測(cè)定裝置C在吸收CO₂前后質(zhì)量差，不可行，
故答案為：不可以，這樣測(cè)得的結(jié)果會(huì)偏大，因?yàn)锽中的水蒸氣、HCl氣體會(huì)進(jìn)入裝置C中使得CO₂稱量結(jié)果偏大．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理及裝置理解、對(duì)操作的評(píng)價(jià)、物質(zhì)含量的測(cè)定、化學(xué)計(jì)算等，難度中等，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每個(gè)步驟中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/div>