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)往滤渣中加入过量溶液，过滤。氢氧化铝与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)实验中准确称取样品三份，进行三次测定，测得平均质量为。则样品中碳酸钙的质量分数为_____________________。

(7)有人认为不必测定C中生成的质量，只要测定装置C在吸收前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是____________________。

Answer

通入CO2气体先没有现象后有白色沉淀生成，加入盐酸后先有气体产生，后有沉淀溶解； 在实验开始前先通空气，可排出装置内原空气中的CO2，实验结束后把B生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收，减小误差 cd 20.00% B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中，导致测定二氧化碳的质量偏大，测定的碳酸钙的质量偏大，碳酸钙的质量分数偏高

【解析】

I.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验主要围绕反应物的用量、固体或溶液中所含物质的性质回答；

Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定，实验原理是样品中的碳酸钙在过量HCl作用下转变成二氧化碳，二氧化碳再被过量氢氧化钡充分吸收得到碳酸钡沉淀，测定纯净而干燥的碳酸钡质量就可以计算出样品中碳酸钙的定量，据此回答；

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：；

答案为：；

(2)滤液中含氢氧化钠和偏铝酸钠，先通入过量二氧化碳，氢氧化钠先与CO2发生反应，无明显现象，后 出现沉淀，再加入过量稀盐酸， 溶液中的碳酸氢根离子先与氢离子反应，放出气体，后发生反应，沉淀溶解；

答案为：先没有现象，而后有白色沉淀生成，加HCl先产生气泡，后沉淀全部溶解；

(3)未反应前装置内有空气，其中的二氧化碳会导致测定的碳酸钡的质量偏大，反应后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；

答案为：在实验开始前先通空气，可排出装置内原空气中的CO2，实验结束后把B生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收，减小误差；

(4)：二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水，离子方程式为： ；

答案为：；

(5) a. 在加入盐酸之前，应排净装置内的CO2气体，防止影响碳酸钡质量的测定，可以提高测定准确度，故a错误；

b. 滴加盐酸过快CO2，CO2来不及被吸收，就排出装置C，滴加盐酸不宜过快，使二氧化碳吸收完全，可以提高测定准确度，故b错误；

c. 在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO2，不能提高提高测定准确度，故c正确；

d. 在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，CO2中混有的HCl与碳酸氢钠反应生成二氧化碳，影响了CO2的总量，不能提高测定准确度，故d正确；

答案为：cd；

(6) BaCO3质量为3.94g，则n(BaCO3)==0.02mol，则n(CaCO3)=0.02mol，质量为0.02mol×100g/mol=2.00g，所以样品中碳酸钙的质量分数为：；

答案为：20.00%；

(7) 碳酸钙的质量分数偏高，是因为杂质气体进入装置C，使测得的二氧化碳的质量偏大，杂质气体来自B中的水蒸气、氯化氢气体；

答案为：B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中，导致测定二氧化碳的质量偏大，测定的碳酸钙的质量偏大，碳酸钙的质量分数偏高。