Question

某化學(xué)興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進(jìn)行探究，查閱資料如下：
A．該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；
B．牙膏中其它成分遇到鹽酸無氣體生成；
C．堿石灰的主要成分為生石灰和氫氧化鈉固體．
利用如圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進(jìn)行實驗，充分反應(yīng)后，測定B中生成的BaCO₃沉淀的質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．請回答下列問題：
（1）B中反應(yīng)生成BaCO₃的化學(xué)方程式是

 

．
（2）C裝置的作用是

 

．
（3）下列各項措施中，不能提高測定準(zhǔn)確度的是

 

（填序號）．
A．在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體
B．滴加鹽酸不宜過快
C．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
D．在A～B之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置
（4）有同學(xué)認(rèn)為該裝置測定出來的碳酸鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏低，他的理由是

 

 

，解決方法是

 

．
（5）某同學(xué)認(rèn)為不必測定B中生成的BaCO₃質(zhì)量，將B中的Ba（OH）₂溶液換成濃H₂SO₄，通過測定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量差也可以測定CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．實驗證明按此方法測定的結(jié)果明顯偏高，原因是

 

．
（6）實驗中準(zhǔn)確稱取8.00g樣品三份，進(jìn)行三次測定，測得BaCO₃平均質(zhì)量為3.94g．請計算樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（寫出計算過程）

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,酸的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：科學(xué)探究

分析：（1）二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇與水；
（2）根據(jù)堿石灰的作用解答；
（3）
A、在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測定；
B、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置B．
C、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂．
D、在AB之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝，可以吸收CO₂中的HCl，而不影響CO₂；
（4）實驗通過B裝置生成的碳酸鋇的質(zhì)量測定二氧化碳的質(zhì)量，進(jìn)而計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)致測定的碳酸鋇的質(zhì)量偏��；
（5）根據(jù)揮發(fā)出的HCl和空氣中的CO₂、水蒸氣等進(jìn)入裝置C中解答；
（6）BaCO₃質(zhì)量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質(zhì)量為2.00g．

解答：解：
（1）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；
（2）防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測定，故C裝置的作用是吸收空氣中的CO₂；
（3）
A、在加入鹽酸之前，應(yīng)排凈裝置內(nèi)的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質(zhì)量的測定，可以提高測定準(zhǔn)確度，故a不符合；
B、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂來不及被吸收，就排出裝置C，滴加鹽酸不宜過快，使二氧化碳吸收完全，可以提高測定準(zhǔn)確度，故b不符合；
C、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂，不能提高提高測定準(zhǔn)確度，故c符合；
D、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，影響CO₂，不能提高測定準(zhǔn)確度，故d符合．
（4）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導(dǎo)致測定的碳酸鋇的質(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B中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收．
（5）揮發(fā)出的HCl和空氣中的CO₂、水蒸氣等進(jìn)入裝置C中，被C裝置吸收，導(dǎo)致測定二氧化碳的質(zhì)量偏大，測定的碳酸鈣的質(zhì)量偏大，碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高．
（（6）BaCO₃質(zhì)量為3.94g，則n（BaCO₃）=

3.94g

197g/mol

=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質(zhì)量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

2g

8g

×100%=25%．
答案：
（1）CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O 
（2）吸收空氣中的CO₂　　
（3）CD
（4）產(chǎn)生的CO₂未全部進(jìn)入B裝置，持續(xù)通入除去CO₂的空氣，使生成的氣體被充分吸收
（5）揮發(fā)出的HCl和空氣中的CO₂、水蒸氣等被C裝置吸收  
（6）25%

點評：考查對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學(xué)用語、化學(xué)計算、物質(zhì)組成的測定等，難度較大，是對所需知識的綜合運用，需要學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關(guān)鍵．