Question

9．化學興趣小組對某品牌牙膏中的摩擦劑成分及其含量進行以下探究：
查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時無氣體生成．利用如下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數(shù)

依據(jù)實驗過程回答下列問題：
（1）實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣．其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收
（2）C中反應生成BaCO₃的化學方程式是Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O
（3）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是CD（填標號）
a．在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的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B-C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置
（4）實驗中準確稱取8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO₃平均質量為3.94g．則樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為25%
（5）有人認為不必測定C中生成的BaCO₃質量，只要測定裝置C吸收CO₂前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數(shù)．實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中．

Answer 1

分析 （1）實驗通過C裝置生成的碳酸鋇的質量測定二氧化碳的質量，進而計算牙膏中碳酸鈣的質量分數(shù)．裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏��；
（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水；
（3）A、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定；
B、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置C；
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，而不影響CO₂；
（4）BaCO₃質量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質量為2.00g；
（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中；

解答 解：（1）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏小，持續(xù)緩緩通入空氣的作用為：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
故答案為：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，反應的離子方程式為Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；
（3）A、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定，可以提高測定準確度，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，不能提高測定準確度，故D符合；
故選：CD；
（4）BaCO₃質量為3.94g，則n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為$\frac{2g}{8g}$×100%=25%，
故答案為：25%；
（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致測定二氧化碳的質量偏大，測定的碳酸鈣的質量偏大，碳酸鈣的質量分數(shù)偏高，
故答案為：B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中．

點評 本題考查較為綜合，以物質的制備實驗為載體，綜合考查實驗的設計、物質的分離、提純等知識，對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學用語、化學計算、物質組成的測定等，注意根據(jù)物質的性質設計實驗方案，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關鍵，題目難度中等．