Question

化学兴趣小组对某品牌牙膏中碳酸钙含量进行以下探究．该牙膏摩擦剂主要由碳酸钙、氢氧化铝组成，其他成分遇到盐酸时无气体生成．现利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定B中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数．请回答下列问题．
（1）装置A中牙膏样品放置在______（填仪器名称）中，盐酸放置在装置______（填仪器名称）中，A中至少发生______（填数字）个反应，写出其中一个反应的化学方程式______．
（2）若测定值比实际值小，可能的原因有______．（填字母）
a．装置A中水蒸气、HCl等进入装置B中           b．装置A中CO₂未完全进入装置B
c．CO₂气流速度太快导致Ba（OH）₂未完全吸收    d．盐酸未滴加过量
（3）为减少误差，现采取以下一些措施：
①在A、B之间增加一个装有______（填化学式）溶液的洗气瓶，它的作用是______；
②将装置B中的长导管下方增加一个带孔球泡，可以提高______；
③在装置B的后面再增加一个装有______（填药品名称或化学式）固体的干燥管，目的是______．
（4）准确称取三份各16.00g的样品，进行测定，测得BaCO₃质量分别为3.96g、3.92g、3.94g．请计算样品中碳酸钙的质量分数．
______．（写出计算过程，）
（5）某同学利用上述方法测定牙膏中钙元素的质量分数．小李同学认为即使排除实验仪器和操作的影响，上述测定的结果仍有可能偏小，理由是______．

Answer

（1）装置A中牙膏样品放置在锥形瓶中，而盐酸应该放在分液漏斗中，碳酸钙和氢氧化铝都能够和盐酸反应，可以据此完成该题的解答；
（2）为了保证实验结果的准确，要尽可能的使A中的气体进入B中，同时使产生气体的速度要慢，并滴加足量的稀盐酸以使反应完全，可以据此结合题给的选项进行分析并完成解答；
（3）为防止HCl进入B装置，可在A、B之间增加装有硝酸银的装置；将装置B中的长导管下方增加一个带孔球泡，增大了接触面积，可以提高二氧化碳的吸收效率，在装置B的后面再增加一个装有碱石灰或氧化钙等药品的装置，可以阻止空气中的二氧化碳进入，可以据此解答该题；
（4）根据碳酸钡的质量求二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量求碳酸钙的质量，最后求质量分数；
（5）如果牙膏中含有其他能够和稀盐酸反应的钙的化合物，则会导致测量结果偏小，可以据此解答该题．
【解析】
（1）装置A中牙膏样品放置在锥形瓶中，而盐酸应该放在分液漏斗中，碳酸钙和氢氧化铝都能够和盐酸反应，所以装置A中至少发生两个反应，反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑或Al（OH）3+3HCl═AlCl3+3H2O；
（2）装置A中水蒸气、HCl等进入装置B中，会造成结果偏大；装置A中CO2未完全进入装置B、CO2气流速度太快导致Ba（OH）2未完全吸收、盐酸未滴加过量都会使二氧化碳的量减少，导致测定值比实际值小．故正确的选项为：bcd
（3）①为防止HCl进入B装置，应该在A、B之间增加装有硝酸银的装置；
②将装置B中的长导管下方增加一个带孔球泡，增大了接触面积，可以提高二氧化碳的吸收效率；
③在装置B的后面再增加一个装有碱石灰或氧化钙等药品的装置，可以阻止空气中的二氧化碳进入；
（4）测得碳酸钡的质量为（3.96g+3.92g+3.94g）÷3=3.94g 
碳酸钙的质量分数为x
    CaCO3→CO2→BaCO3↓
    100         197
    16g•x      3.94g    
=
x=12.5%；
答：样品中碳酸钙的质量分数为12.5%．
（5）本实验中是通过测定二氧化碳的质量来间接的测量碳酸钙的质量分数的，如果牙膏中含有其他的含有钙的化合物，怎不能检测到，所以会导致测量结果偏低．
故答案为：（1）锥形瓶；分液漏斗；2；CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑或Al（OH）3+3HCl=AlCl3+3H2O；
（2）bcd；
（3）①AgNO3；除去HCl气体；
②二氧化碳吸收效率；
③碱石灰或氧化钙等；防止空气中的CO2进入装置B；
（4）12.5%；
（5）牙膏中可能含有钙的其它化合物．