Question

16．化學(xué)興趣小組對(duì)某品牌牙膏中磨擦劑成分及其含量進(jìn)行以下探究：
查得資料：該牙膏磨擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時(shí)無(wú)氣體生成． 
Ⅰ．磨擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗(yàn)：取適量牙膏樣品，加水充分?jǐn)嚢�、過(guò)濾．
（1）往濾渣中加入過(guò)量NaOH溶液，過(guò)濾．氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（2）往（1）所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳，再加入過(guò)量稀鹽酸．觀察到的現(xiàn)象是通入CO₂氣體有白色沉淀生成，加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀溶解．
Ⅱ．牙膏樣品中碳酸鈣的定量測(cè)定：利用如圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測(cè)定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．依據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程回答下列問(wèn)題：
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓瓵中NaOH溶液的作用：除去空氣中CO₂減少實(shí)驗(yàn)誤差．
（4）C中反應(yīng)生成BaCO₃的化學(xué)方程式是Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O．
（5）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取10.00g樣品，平均分成三份進(jìn)行三次測(cè)定，每次都充分反應(yīng)，測(cè)得每次BaCO₃平均質(zhì)量為1.97g．則樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%．
（6）測(cè)定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量所用的方法是：比較反應(yīng)前后C裝置的質(zhì)量差．按如圖所示裝置，按正常的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定結(jié)果通常都偏高（填“偏高”或“偏低”），理由是B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中，導(dǎo)致增重（只答一個(gè)即可）．

Answer 1

分析 增重A是空氣通過(guò)除去空氣中的二氧化碳?xì)怏w，目的是排凈裝置內(nèi)空氣，把反應(yīng)生成的二氧化碳全部排出到裝置C中吸收，裝置B中是樣品和鹽酸反應(yīng)生成的氣體通過(guò)裝置C吸收，測(cè)定增重得到生成碳酸鋇質(zhì)量，結(jié)合碳元素守恒計(jì)算碳酸鈣含量，裝置D是防止空氣中二氧化碳進(jìn)入裝置C影響測(cè)定結(jié)果，
Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水；
（2）往（1）所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過(guò)量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
Ⅱ．（3）實(shí)驗(yàn)通過(guò)C裝置生成的碳酸鋇的質(zhì)量測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而計(jì)算牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鋇的質(zhì)量偏��；
（4）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水；
（5）BaCO₃質(zhì)量為1.97g n（BaCO₃）=0.0100mol，則n（CaCO₃）=0.0100mol，質(zhì)量為1.00g；
（6）裝置B中的水蒸氣和氯化氫氣體會(huì)進(jìn)入裝置C．

解答 解：Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉與水，反應(yīng)離子方程式為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（2）往（1）所得濾液中先通入過(guò)量二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過(guò)量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，反應(yīng)現(xiàn)象是通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀溶解，
故答案為：通入CO₂氣體有白色沉淀生成，加入鹽酸有氣體產(chǎn)生，沉淀溶解；
Ⅱ．（3）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導(dǎo)致測(cè)定的碳酸鋇的質(zhì)量偏小，持續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝獾淖饔脼椋喊焉�成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收，A中NaOH溶液的作用是除去空氣中CO₂減少實(shí)驗(yàn)誤差，
故答案為：除去空氣中CO₂減少實(shí)驗(yàn)誤差；
（4）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水，反應(yīng)方程式為CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O；
（5）BaCO₃質(zhì)量為1.97g，則n（BaCO₃）=$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，則n（CaCO₃）=0.01mol，質(zhì)量為0.01mol×100g/mol=1g，所以實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取10.00g樣品中含碳酸鈣為3g，樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 $\frac{3g}{10.0g}$×100%=30%，
故答案為：30%；
（6）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中，導(dǎo)致測(cè)定二氧化碳的質(zhì)量偏大，測(cè)定的碳酸鈣的質(zhì)量偏大，碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高．
故答案為：偏高；B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進(jìn)入裝置C中，導(dǎo)致增重．

點(diǎn)評(píng) 本題考查對(duì)實(shí)驗(yàn)原理與操作步驟的理解及評(píng)價(jià)、常用化學(xué)用語(yǔ)、化學(xué)計(jì)算、物質(zhì)組成的測(cè)定等，難度中等，是對(duì)所需知識(shí)的綜合運(yùn)用，需要學(xué)生具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)與分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，理解實(shí)驗(yàn)原理是解答的關(guān)鍵．