Question

化学兴趣小组对某品牌牙膏中的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产生。

Ⅰ．摩擦剂中氢氧化铝的定性检验

取适量牙膏样品，加水充足搅拌、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BaCO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）C中反应生成沉淀的离子方程式是______________________________。

（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是____________（填标号）。

a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体   b．滴加盐酸不宜过快

c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置

d．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置

（6）实验中准确称取10.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为__________。

Answer

Al(OH)3＋OH－=AlO2－＋2H2O或Al(OH)3＋OH－=[Al(OH)4]－ 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 把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收 Ba2++2OH-＋CO2=BaCO3↓＋H2O c、d 20%

【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；
Ⅱ．（3）实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量，进而计算牙膏中碳酸钙的质量分数，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；
（4）C中为Ba(OH)2和CO2反应生成碳酸钡沉淀；

（5）a.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；
b.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；
c.BC中均为水溶液，不需要干燥；
d.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；

（6）根据碳原子守恒计算。

Ⅰ．（1）氢氧化铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠与水，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，反应现象是通入CO2气体有白色沉淀生成；加入盐酸有气体产生，沉淀溶解；

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；

（4）C中的反应的离子方程式为Ba2++2OH-＋CO2=BaCO3↓＋H2O；

（5）在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体可以提高测定的准确度，a不选；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，滴加盐酸不宜过快，确保生成的CO2被完全吸收，提高实验的精确度，b不选；B中装有溶液，因此气体通入前没有必要干燥，c选；在B—C之间连接盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶会造成Ba(OH)2溶液还可能吸收由挥发出的氯化氢与NaHCO3反应生成的CO2气体，干扰实验，d选；答案选c、d。

（6）根据碳元素守恒得：BaCO3—CO2—CaCO3，m(CaCO3)=，CaCO3的质量分数为。