Question

Ⅰ．纯碱、烧碱等是重要的化工原料．
（1）利用图甲所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应．将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，此时的实验现象是

 

，若其他操作不变，将A与C连接，可观察到的现象是

 

．
（2）向NaOH溶液中通入一定量CO₂，结晶后得到白色固体，该白色固体的组成可能是：
A．NaOH和Na₂CO₃；B．

 

；C．

 

；D．

 

．
（3）设计实验确定（2）中白色固体中存在A项中的阴离子：

实验操作	实验现象	结论
①取少量白色固体于试管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液
②

Ⅱ．化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙，氢氧化铝组成；牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生．牙膏样品中碳酸钙的定量测定：利用图乙所示装置（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：
（1）实验过程中需持续缓缓通入空气．其作用除了可搅拌B，C中的反应物外，还有：

 

．
（2）C中反应生成BaCO₃的离子方程式是

 

．
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是

 

．
A．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
B．滴加盐酸不宜过快
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
（4）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g．则样品中碳酸钙的质量分数为

 

．
（5）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C在吸收CO₂前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数．实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是

 

．
（6）装置中U形管D中的碱石灰的作用是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：Ⅰ、（1）CO₂与NaOH反应生成Na₂CO₃，烧瓶内压强减小分析判断出现的现象；
（2）二氧化碳与氢氧化钠可以发生反应2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-，根据反应物的量，最后的固体可能为NaOH和Na₂CO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂CO₃和NaHCO₃；
（3）根据钠元素守恒的思想：氢氧化钠中的钠元素全部转化为碳酸钠，确定碳酸钠应有的质量，根据题中所给试剂，要首先利用中性溶液BaCl₂检验出碳酸钠，并将碳酸根离子全部沉淀，再通过检验溶于的pH来确定是否含有NaOH；
Ⅱ、（1）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．装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小；
（2）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水；
（3）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的测定；
B、滴加盐酸过快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出装置C；
C、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO₂；
D、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影响CO₂；
（4）BaCO₃质量为3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g；
（5）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中；
（6）装置中U形管D中的碱石灰的作用防止空气中水蒸气、二氧化碳进入C影响测定结果．

解答： 解：（1）将A与B连接，打开止水夹，将胶头滴管中的液体挤入烧瓶，二氧化碳与烧碱溶液发生了反应，引起压强减小，导致水沿导管由广口瓶进入烧瓶，若其它操作不变，若将A与C连接，外界气体进入进入集气瓶，可观察到的现象是广口瓶中的长导管口有气泡产生，
故答案为：水沿导管由广口瓶进入烧瓶（或：水倒吸进入烧瓶）；广口瓶中的长导管口有气泡产生；
（2）二氧化碳与氢氧化钠可以发生反应2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-，根据反应物的量，最后的固体可能为NaOH和Na₂CO₃或Na₂CO₃或NaHCO₃或Na₂CO₃ 和NaHCO₃．
故答案为：Na₂CO₃；NaHCO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃．
（3）可以用氯化钡（或氯化钙）溶液检验碳酸钠的存在，用无色酚酞检验氢氧化钠的存在，即

实验操作	实验现象	结论
①	产生白色沉淀	有CO32-
②过滤，取少量滤液于试管中，滴加酚酞	滤液变红	有OH-

故答案为：

实验操作	实验现象	结论
①	产生白色沉淀	有CO32-
②过滤，取少量滤液于试管中，滴加酚酞	滤液变红	有OH-

Ⅱ、（1）装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小，持续缓缓通入空气的作用为：把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
故答案为：把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（2）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水，反应的离子方程式为Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，故答案为：Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；
（3）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的测定，可以提高测定准确度，故A不符合；
B、滴加盐酸过快CO₂，CO₂来不及被吸收，就排出装置C，滴加盐酸不宜过快，使二氧化碳吸收完全，可以提高测定准确度，故B不符合；
C、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO₂，不能提高提高测定准确度，故C符合；
D、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，影响CO₂，不能提高测定准确度，故D符合；
故选：CD；
（4）BaCO₃质量为3.94g，则n（BaCO₃）=

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

2g

8g

×100%=25%，故答案为：25%；
（5）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：B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中；
（6）装置中U形管D中的碱石灰的作用防止空气中水蒸气、二氧化碳进入C影响测定结果，故答案为：防止空气中的水蒸气、CO₂进入C．

点评：本题考查较为综合，以物质的制备实验为载体，综合考查实验的设计、物质的分离、提纯等知识，对实验原理与操作步骤的理解及评价、常用化学用语、化学计算、物质组成的测定等，注意根据物质的性质设计实验方案，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，题目难度中等．