Question

牙膏是由摩擦剂和一些可溶于水的物质组成．常用的摩擦剂主要有：CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂•nH₂O、Ca₃（PO₄）₂．资料显示：Ca₃（PO₄）₂高温不分解；Ca₃（PO₄）₂和CaHPO₄不溶于水；Ca（H₂PO₄）₂溶于水；Ca₃（PO₄）₂+4H⁺=3Ca²⁺+2H₂PO₄^-．
（1）为测定某牙膏的酸碱性和摩擦剂的主要成分，甲同学设计并完成以下实验：
①取一小段牙膏与一定量蒸馏水充分搅拌后过滤，用pH试纸测定滤液酸碱性的方法是______（填相应操作），读出其pH接近8；
②若向①所得不溶物中加入适量稀盐酸，得到澄清溶液，有气体产生，则产生气体的离子方程式是______；若向①所得不溶物中加入NaOH溶液，经测定，不溶物的质量不发生变化；
③取②中加稀盐酸后所得溶液，加入过量NaOH溶液，观察到最终有沉淀生成，生成该沉淀的离子方程式是______；根据上述实验，摩擦剂中一定含有的物质是______．
（2）乙同学用如下装置（已检验气密性，夹持装置略）通过测CO₂的质量来计算牙膏不溶物中CaCO₃的含量．

①滴加稀盐酸之前的部分操作：…打开弹簧夹，通入N₂一段时间；再将盛有碱石灰的干燥管连接在整套装置上…．按此顺序进行操作的原因是______；
②用上述装置重复几次实验，所测样品中CaCO₃的含量均偏高，若实验过程中的操作没有失误，分析可能的原因是______或______；
③设计实验不用其他任何试剂（仪器可任选），仅用牙膏不溶物样品测定摩擦剂中CaCO₃含量的方法是______（不必填具体操作）．

Answer

（1）①依据pH试纸的使用方法简答过程和操作；
②依据摩擦剂成分分析，和盐酸反应生成气体的物质是碳酸钙；
③取②中加稀盐酸后所得溶液，加入过量NaOH溶液，观察到最终有沉淀生成是Ca（H2PO4）2和氢氧化钠反应生成磷酸钙沉淀；
（2）①碱石灰会吸收空气中水蒸气和二氧化碳使测量结果产生误差；
②偏高说明测定的二氧化碳质量增大，可能是干燥管吸收了空气中的二氧化碳，或气体通过饱和碳酸氢钠溶液中会生成二氧化碳气体；
③利用高温下碳酸钙分解，可以称量分解前后的质量计算．
【解析】
（1）①用pH试纸测定滤液酸碱性的方法是用干燥玻璃棒蘸取待测液滴在PH试纸的中间，依据变色和比色卡对比得到溶液pH，
故答案为：用干燥洁净的玻璃棒蘸滤液，滴在pH试纸上，经与标准比色卡比较后；
②若向①所得不溶物中加入适量稀盐酸，得到澄清溶液，有气体产生，依据摩擦剂成分可知是碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳气体，则产生气体的离子方程式是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，
故答案为：CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O；
③取②中加稀盐酸后所得溶液，加入过量NaOH溶液，观察到最终有沉淀生成，则是磷酸钙和盐酸反应生成磷酸二氢钙与碱反应生成磷酸钙沉淀，反应生成该沉淀的离子方程式是2H2PO4-+3Ca2++4OH-=Ca3（PO4）2+4H2O，依据实验现象和物质变化分析判断，牙膏中一定含CaCO3、Ca3（PO4）2；
故答案为：2H2PO4-+3Ca2++4OH-=Ca3（PO4）2+4H2O；CaCO3、Ca3（PO4）2；
（2）①滴加稀盐酸之前的部分操作：…打开弹簧夹，通入N2一段时间；再将盛有碱石灰的干燥管连接在整套装置上的目的是避免空气中的二氧化碳被碱石灰吸收，使测定结果偏高；
故答案为：避免碱石灰吸收装置中原有空气中的CO2；
②用上述装置重复几次实验，所测样品中CaCO3的含量均偏高，若实验过程中的操作没有失误，则产生误差的原因是最后的干燥管会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，生成二氧化碳的青提子含有氯化氢气体，通过饱和碳酸氢钠溶液时会多生成二氧化碳气体；
故答案为：干燥管中的碱石灰吸收空气中的CO2或H2O；NaHCO3溶液除HCl时产生了CO2；
③设计实验不用其他任何试剂（仪器可任选），仅用牙膏不溶物样品测定摩擦剂中CaCO3含量的方法是可以利用碳酸钙受热分解，依据分解前后的质量变化计算得到；
故答案为：称量不溶物样品在高温下完全分解前后的质量．