Question

【题目】化学兴趣小组对某品牌牙膏中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；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成。

I.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验

取适量牙膏样品，加水充分搅拌、过滤。

(1)往滤渣中加入过量NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是___；

(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸，观察到的现象是_______；

Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定

利用下图所示装置(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：

(3)仪器a的名称是_______。

(4)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：____；

(5)C中反应生成BaCO3的化学方程式是_____；

(6)下列各项措施中，不能提高测定准确度的是____(填标号)。

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。

(7)实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO3的平均质量为3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为______(保留3位有效数字)。

(8)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量，只要测定装置C吸收CO2前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。你认为按此方法测定是否合适_____(填“是”“否”)，若填“否”则结果_____(填“偏低”或“偏高”)。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O 通入CO2气体有白色沉淀生成，加入盐酸后有气体产生，同时沉淀溶解 分液漏斗 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 CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O cd 25.0% 否 偏高

【解析】

Ⅰ．(1)氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水；

(2)滤液中含有偏铝酸钠，先通入过量二氧化碳，发生反应AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，再加入过量稀盐酸，Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O、HCO3-+H+=CO2↑+H2O；

Ⅱ．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，需要通过适当的方法将二氧化碳全部赶入氢氧化钡的试剂瓶中，据此分析解答(3)~(7)；

(8)装置B中的水蒸气和氯化氢气体会进入装置C中被吸收，据此分析判断。

Ⅰ．(1)氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水，反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O，故答案为：Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O；

(2)往(1)所得滤液中先通入过量二氧化碳，发生反应AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-，再加入过量稀盐酸，Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O，HCO3-+H+=CO2↑+H2O，因此反应现象为通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生，沉淀溶解，故答案为：通入CO2气体有白色沉淀生成，加入盐酸后有气体产生，同时沉淀溶解；

Ⅱ．(3)根据图示，仪器a为分液漏斗，故答案为：分液漏斗；

(4)装置中残留部分二氧化碳，如果不能被完全吸收，会导致测定的碳酸钡的质量偏小，持续缓缓通入空气可以将生成的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；

(5)在C中二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水，反应的化学方程式为CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O，故答案为：CO2+Ba(OH)2═BaCO3↓+H2O；

(6)a.在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，防止空气中二氧化碳进入C被氢氧化钡吸收，所以提前排尽装置中的二氧化碳，可以提高测定准确度，故a不选；b.滴加盐酸过快，则生成二氧化碳过快，C中二氧化碳不能全部被吸收，所以要缓慢滴加盐酸，可以提高测定准确度，故b不选；c.BC中均为水溶液，不需要干燥，所以在A～B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，不能提高测定准确度，故c选；d.挥发的HCl进入盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置会生成二氧化碳，则在C中被氢氧化钡吸收的二氧化碳偏多，所以在B～C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，会使测定准确度降低，故d选；故答案为：cd；

(7)BaCO3质量为3.94g，则n(BaCO3)==0.02mol，则n(CaCO3)=0.02mol，质量为0.02mol×100g/mol=2.00g，所以样品中碳酸钙的质量分数为×100%=25.0%，故答案为：25.0%；

(8)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，因此不能通过只测定装置C吸收CO2前后的质量差确定碳酸钙的质量分数，故答案为：否；偏高。