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

利用如图所示装置(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)D装置的作用是__________。

(4)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H2SO4的洗气装置

④在B-C之间增添盛有饱和NaHCO3溶液的洗气装置

(5)实验中准确称取10.00g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__________。

Answer 1

【答案】Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 通入CO2气体有白色沉淀生成；再加入盐酸时沉淀溶解，同时有气体产生 防止空气中的二氧化碳与氢氧化钡反应，影响测定结果 ③④ 20.00%

【解析】

I.(1)氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水；

(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，根据物质的溶解性分析判断实验现象；

II.(3)防止空气中二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水；

(4)①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；

②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；

③BC中均为水溶液，不需要干燥；

④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；

(5)由BaCO3质量计算其物质的量，然后根据C元素守恒计算样品中含有的CaCO3，进而求得样品中含有CaCO3的质量分数。

I.(1)两性物质Al(OH)3与NaOH溶液反应生成NaAlO2与水，反应离子方程式为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，因此观察到的实验现象是通入CO2气体有白色沉淀生成；再加入盐酸时沉淀溶解，同时有气体产生；

II.(3)装置D中含有碱石灰，能够与空气中的CO2发生反应，因此D的作用是防止空气中的二氧化碳与氢氧化钡反应，影响测定结果；

(4)①在加入盐酸之前，应排尽装置内的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，①不符合题意；

②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，②不符合题意；

③B～C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，③符合题意；

④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，会使测定准确度偏低，④符合题意；

故合理选项是③④；

(5)BaCO3质量为3.94g，则n(BaCO3)==0.02mol，则根据C元素守恒可知样品中CaCO3的物质的量n(CaCO3)=0.02mol，其质量m(CaCO3)=0.02mol×100g/mol=2.0g，所以样品中碳酸钙的质量分数为×100%=20.00%。