Question

牙膏是由粉状摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、粘合剂、香料、甜味剂及其它特殊成分构成的。经查文献获悉，某品牌牙膏中摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成，牙膏中其它成分不与酸、碱反应。

I．测定牙膏中摩擦剂碳酸钙的含量：利用下图所示装置进行实验，充分反应后，通过测定C中生成沉淀的质量来确定样品中碳酸钙的质量分数。图中夹持仪器略去。

依据实验过程回答下列问题：

（1）以下检查整套装置气密性的操作正确的是___________（填字母代号）。

a. 组装好仪器后，关闭K₁和K₃、打开K₂，分液漏斗中装水。打开分液漏斗的两个活塞，若漏斗中水下滴一会后停止，且液面不再降低，则整套装置不漏气。

b. 裝好药品后，关闭K₁和K₃、打开K₂。打开分液漏斗的两个活塞，若漏斗中盐酸下滴一会后停止，且液面不再降低，则整套装置不漏气。

c. 短时间轻微加热B，若A中溶液进入长导管，C中长导管冒气泡，则整套装置不漏气。

（2）实验过程中需持续缓慢通入空气，其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有

___________。

（3）盐酸有一定程度的挥发性，为什么实验时不在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置？___________。 

（4）实验中准确称取20.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为7.88 g。则样品中碳酸钙的质量分数为___________。

II．为确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在，请设计实验。

实验步骤	预期现象与结论
取适量牙膏样品于试管中，___________。	___________。

Answer

a 把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 碳酸氢钠虽能吸收盐酸，但也产生CO2，会使测定结果偏高。HCl即使进入装置C中，由于Ba(OH)2是足量的，就会被Ba(OH)2中和，不会溶解BaCO3 20.0% 加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸 滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝

【解析】I．(1)根据装置图，组装好仪器后，关闭K1和K3、打开K2，分液漏斗中装水。打开分液漏斗的两个活塞，若漏斗中水下滴一会后停止，且液面不再降低，则整套装置不漏气，故选a；

(2)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，可以把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收；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．

(3)碳酸氢钠虽能吸收盐酸，但与盐酸也产生CO2，会使测定结果偏高。HCl即使进入装置C中，由于Ba(OH)2是足量的，就会被Ba(OH)2中和，不会溶解BaCO3，因此无需在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，故答案为：碳酸氢钠虽能吸收盐酸，但也产生CO2，会使测定结果偏高。HCl即使进入装置C中，由于Ba(OH)2是足量的，就会被Ba(OH)2中和，不会溶解BaCO3；

(4)由于碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，二氧化碳与氢氧化钡生成碳酸钡沉淀的方程式分别是：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；Ba(OH)2+CO2═BaCO3↓+H2O，所以可建立CaCO3→CO2→BaCO3的关系式；则设碳酸钙的质量分数为x。

CaCO3→CO2→BaCO3

100     197

20g×x   7.88g

则＝，解得x=20.0%．故答案为：20.0%；

II．氢氧化铝具有两性，碳酸钙只能与酸反应，要确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在，可以用氢氧化钠溶解牙膏摩擦剂，再向滤液中加入酸，若产生白色沉淀，则可以证明含有氢氧化铝，故答案为：加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸 (6). 滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝。

点睛：本题考查了对实验原理与操作步骤的理解及评价、化学计算、物质组成的测定等。需要学生具有扎实的基础知识与分析问题、解决问题的能力，理解实验原理是解答的关键。