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）往滤渣中加入过最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）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:_________________________________________________。

（4）D装置的作用是____________________________________________。

（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)。

①在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体

②滴加盐酸不宜过快

③在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

④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平均质量为3.94g。则样品中碳酸钙的质量分数为____________。

（8）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__________。

Answer 1

【答案】 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 有白色沉淀生成，加HCl 后沉淀全部溶解，同时产生气泡 将样品与HCl反应后成的CO2吹入C中，全部被Ba(OH)2吸收 防止空气中CO2进入C，影响实验 CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O ③、④ 25% 样品与HCl反应生成的CO2中混有HCl和H2O，均会造成溶液增重

【解析】I.（1）滤渣中含有Al(OH)3，Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2和H2O，离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O（也可写为Al(OH)3+OH-═[Al（OH）4]-）；正确答案：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。

（2）NaAlO2溶液呈碱性，通入过量CO2时沉淀Al(OH)3和NaHCO3， Al(OH)3是两性氢氧化物，能溶于强酸溶液，所以产生的沉淀溶于稀盐酸中，所以看到的现象是：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；正确答案：有白色沉淀生成，加HCl 后沉淀全部溶解，同时产生气泡。

II.（3）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：把生成的二氧化碳气体全部排入C中,使之完全被氢氧化钡溶液吸收；正确答案：将样品与HCl反应后成的CO2吹入C中，全部被Ba(OH)2吸收。

（4）装置C是用来吸收反应生成的二氧化碳气体，由于空气中也含有二氧化碳气体，因此D装置的作用是防止空气中CO2进入C装置，影响实验；正确答案：防止空气中CO2进入C，影响实验。

（5）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水,反应方程式为CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O；正确答案：CO2+Ba(OH)2=BaCO3↓+H2O。

（6）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, ①错误；滴加盐酸过快, CO2气体来不及被吸收,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，②错误；在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置,吸收水分,不影响CO2气体的量,不能提高测定准确度, ③正确；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气体的吸收,不能提高测定准确度,④正确；正确选项③、④。

（7）碳酸钡质量为3.94g，则碳酸钡的物质的量为3.94/197=0.02mol，根据碳原子的量守恒，碳酸钙的量为0.02mol，质量为0.02×100=2g，所以样品中碳酸钙的质量分数为2/8×100%=25%;正确答案：25%。

（8）样品与HCl反应生成的CO2中混有HCl和H2O，均会造成溶液增重，所以测定装置C在吸收CO2前后的质量差，确定碳酸钙的质量分数，结果明显偏高；正确答案：样品与HCl反应生成的CO2中混有HCl和H2O，均会造成溶液增重。