Question

18．牙膏是生活中常見的物質，其配料成分有摩擦劑、增稠劑、發(fā)泡劑等，其中摩擦劑的類型有很多，如CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂或這些物質的混合物．我校興趣小組想研究牙膏摩擦劑的成分．
【提出問題】該牙膏中CaCO₃的質量分數(shù)是多少？
【查閱資料】
（1）氫氧化鋇、氫氧化鈉有和氫氧化鈣相似的化學性質，能吸收二氧化碳生成碳酸鋇沉淀和碳酸鈉．
（2）堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的固體混合物，能較好的吸收二氧化碳和水．
（3）濃硫酸具有較強的吸水性，可作為氣體的干燥劑．鹽酸是氯化氫氣體溶于水得到的溶液，具有揮發(fā)性．碳酸氫鈉可以和鹽酸反應生成二氧化碳氣體．
【實驗裝置】如圖所示
【實驗步驟】
（1）按上圖連接好裝置后，發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯誤，改正為C裝置中左邊導管伸入液面以下，右邊導管剛露出橡皮塞；
（2）重新連接好裝置，并檢查裝置的氣密性；
（3）在B裝置中加入牙膏樣品8.00g；
（4）關閉K₁，打開K₂，向牙膏樣品中滴入10%的稀鹽酸，至不產生氣泡，停止滴加稀鹽酸；
（5）關閉K₂，打開K₁，緩慢地通入空氣至C中不再產生沉淀；
（6）將C裝置中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質量；
（7）重復實驗．（已知此品牌牙膏中的摩擦劑為碳酸鈣，其他成分不和鹽酸反應，裝置內試劑均足量．）
【實驗數(shù)據(jù)】重復實驗，3次數(shù)據(jù)記錄如下：

實驗次數(shù)	實驗1	實驗2	實驗3
C裝置中沉淀質量（g）	3.93	3.94	3.95

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）三次實驗取平均值的意義是減小誤差．
（2）實驗步驟（5）中緩慢通空氣的目的是使生成的氣體吸收完全．
（3）若沒有A裝置，則測定結果將偏大．（填“偏大”、“偏小”或“不變”）
（4）D裝置的作用是防止空氣中氣體的干擾．
（5）據(jù)上表數(shù)據(jù)，計算該牙膏樣品中CaCO₃的質量分數(shù)是多少？寫出計算過程：25%
【實驗反思】
下列各項措施中，能提高測定準確度的是c（填序號）．
a．在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶
b．在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶
c．緩緩滴加稀鹽酸．

Answer 1

分析 【實驗步驟】（1）根據(jù)C中吸收二氧化碳氣體的裝置中的導管應該長進短出進行分析；
（2）根據(jù)實驗室制取氣體時，需要檢驗裝置氣密性進行分析；
（4）根據(jù)碳酸鈣和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳進行分析；
（6）根據(jù)將C裝置中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質量進行分析；
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】（1）根據(jù)三次實驗取平均值的意義是減小實驗誤差進行分析；
（2）根據(jù)實驗步驟（5）中緩慢通空氣的目的是使生成的氣體吸收完全進行分析；
（3）根據(jù)空氣中含有二氧化碳，氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳進行分析；
（4）根據(jù)空氣中含有二氧化碳進行分析；
（5）根據(jù)二氧化碳和氫氧化鋇反應生成碳酸鋇沉淀和水進行分析；
【實驗反思】根據(jù)濃硫酸能夠吸收水蒸氣，碳酸氫鈉能和稀鹽酸反應生成氯化鈉、水和二氧化碳進行分析．

解答 解：【實驗步驟】（1）按圖連接好裝置后，發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯誤，錯誤是C裝置中的導管短進長出，應該改正為C裝置中左邊導管伸入液面以下，右邊導管剛露出橡皮塞；
（2）實驗室制取氣體時，需要檢驗裝置氣密性，所以重新連接好裝置，并檢查裝置的氣密性；
（4）關閉K₁，打開K₂，向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至不產生氣泡，停止滴加鹽酸；
（5）關閉K₂，打開K₁，緩緩通入空氣，至C中不再產生沉淀；
（6）將C裝置中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質量；
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）三次實驗取平均值的意義是減小實驗誤差；
（2）實驗步驟（5）中緩慢通空氣的目的是使生成的氣體吸收完全；
（3）若沒有A裝置，空氣中的二氧化碳會進入C裝置中，會導致測定結果偏大；
（4）空氣中含有二氧化碳，對實驗結果會產生影響，所以D裝置的作用是：防止空氣中氣體的干擾；
（3）設該牙膏樣品中CaCO₃的質量為x，
由CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O可知，CaCO₃～BaCO₃↓，
反應生成碳酸鋇質量為：（3.93g+3.94g+3.95g）÷3=3.94g，
CaCO₃～BaCO₃↓，
100          197
 x            3.94g
$\frac{100}{x}$=$\frac{197}{3.94g}$
x=2.00g
該牙膏樣品中CaCO₃的質量分數(shù)為：$\frac{2g}{8g}$×100%=25%；
【實驗反思】
a．因為是通過測定反應生成測定碳酸鋇的質量來進一步計算碳酸鈣的質量分數(shù)，與水蒸氣是否進入C中無關，因此在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶，不能提高測定準確度；
b．在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶時，揮發(fā)出的稀鹽酸能和碳酸氫鈉反應生成二氧化碳，會導致測定結果偏大，因此在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶會導致測定結果偏大；
c．緩緩滴加稀鹽酸時，能使反應生成的二氧化碳完全被氫氧化鋇溶液吸收，能提高測定準確度．
故選：c．
故答案為：實驗步驟（1）將C中左側導管浸入液面下，右側導管露出橡皮塞少許；
（2）檢查裝置氣密性；
（4）無氣體產生；
（6）洗滌；
實驗分析及數(shù)據(jù)處理（1）減小誤差；
（2）使生成的氣體吸收完全；
（3）偏大；
（4）防止空氣中氣體的干擾；
（5）25%；
實驗反思：C．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．