Question

8．化學(xué)興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行研究．查資料得知，該牙膏摩擦劑主要是碳酸鈣，牙膏中其他成分遇到稀鹽酸時無氣體產(chǎn)生．小組成員對牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進行測定，實驗裝置如圖2所示（固定裝置略去）：
【設(shè)計實驗方案】

（1）請寫出裝置A中的儀器名稱：I分液漏斗，II錐形瓶．
（2）裝置A中反應(yīng)化學(xué)方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，為確保牙膏樣品中的碳酸鈣完全反應(yīng)，觀察到無氣泡產(chǎn)生，則停止滴加稀鹽酸．
（3）有同學(xué)提出要補充裝置C，可選擇下列候選裝置中的①（填序號），作用是防止空氣中的二氧化碳進入B裝置．
【交流與表達(dá)】
（4）有同學(xué)認(rèn)為圖2 所示實驗裝置會造成測得碳酸鈣的含量偏低，為了克服圖2 裝置的不足，該同學(xué)提出，應(yīng)增加圖1 裝置與裝置A連接（裝置A中原雙孔橡膠塞換成三孔橡膠塞），在反應(yīng)前、后用圖1 裝置分兩次緩緩鼓入空氣．
①反應(yīng)前，拆斷裝置A、B之間的連接，用圖1裝置鼓入空氣；
②反應(yīng)后，用圖1裝置鼓入空氣，作用是使產(chǎn)生的二氧化碳全部進入B裝置；
③在裝置A中的反應(yīng)發(fā)生時，圖1裝置的開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)（填“打開”或“關(guān)閉”）．
【數(shù)據(jù)處理】
（5）牙膏樣品的質(zhì)量為w g，小偉同學(xué)稱得實驗前、后裝置B的總質(zhì)量分別為m g和n g；小亮同學(xué)則通過一系列操作，稱得B裝置所得沉淀質(zhì)量x g，你將選擇小亮（填“小偉”或“小亮”）同學(xué)的數(shù)據(jù)進行計算，理由是揮發(fā)出的氯化氫氣體能被氫氧化鋇溶液吸收會導(dǎo)致結(jié)果偏大，該牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為$\frac{100x}{197w}×100%$．

Answer 1

分析 據(jù)圖即可知道儀器的名稱；鹽酸能與碳酸鈣反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；要測定碳酸鈣的含量，需要測定生成的二氧化碳的質(zhì)量，據(jù)此解答；要想使測定的結(jié)果準(zhǔn)確，需要將二氧化碳全部吸收；根據(jù)題干提供的數(shù)據(jù)結(jié)合物質(zhì)間反應(yīng)的化學(xué)方程式進行分析解答即可．

解答 解：（1）裝置A中儀器I是分液漏斗，儀器Ⅱ是錐形瓶，故填：分液漏斗，錐形瓶．
（2）裝置A中是碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)化學(xué)方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，為確保牙膏樣品中的碳酸鈣完全反應(yīng)，觀察到無氣泡產(chǎn)生，則停止滴加稀鹽酸．故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，無氣泡產(chǎn)生．
（3）有同學(xué)提出要補充裝置C，可以防止空氣中的二氧化碳進入B裝置，故選用圖①，故填：①，防止空氣中的二氧化碳進入B裝置；
（4）②反應(yīng)后，用圖1裝置鼓入空氣，可以使產(chǎn)生的二氧化碳全部進入B裝置，故填：使產(chǎn)生的二氧化碳全部進入B裝置；
③在裝置A中的反應(yīng)發(fā)生時，圖1裝置的開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，故填：關(guān)閉；
（5）因為鹽酸易揮發(fā)，揮發(fā)出的氯化氫氣體能被氫氧化鋇溶液吸收，如果根據(jù)測定裝置C在吸收CO₂前后的質(zhì)量差來確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，會使測定的結(jié)果明顯偏高，故選用小亮同學(xué)的數(shù)據(jù)進行計算，設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為a
根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O，故碳酸鈣和碳酸鋇的質(zhì)量關(guān)系為：
CaCO₃--BaCO₃
100       197
a         xg
$\frac{100}{197}=\frac{a}{xg}$
a=$\frac{100x}{197}g$     
該牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為$\frac{100x}{197w}×100%$，故填：小亮，揮發(fā)出的氯化氫氣體能被氫氧化鋇溶液吸收會導(dǎo)致結(jié)果偏大，$\frac{100x}{197w}×100%$．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．