Question

1．化學(xué)興趣小組對某品牌牙膏中碳酸鈣含量進(jìn)行以下探究．
查得資料：該牙膏摩擦劑主要由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；其他成分遇到鹽酸時(shí)無氣體生成．
方案設(shè)計(jì)：小組的兩位同學(xué)提出了各自的設(shè)計(jì)方案
甲同學(xué)：利用下圖所示裝置（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)．

小組同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)裝置還需要進(jìn)一步完善，在C裝置后他們又增加了一個(gè)裝置，你認(rèn)為他們增加的裝置是E填D或E），其目的是防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C裝置影響實(shí)驗(yàn)測定．乙同學(xué)：利用甲同學(xué)完善后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測定C裝置中反應(yīng)前后的質(zhì)量差，得出二氧化碳質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
小組同學(xué)經(jīng)過討論后認(rèn)為乙同學(xué)的設(shè)計(jì)存在明顯的缺陷，你認(rèn)為此缺陷是揮發(fā)的氯化氫氣體等也進(jìn)入了C裝置．
實(shí)驗(yàn)步驟：（1）檢查裝置氣密性（2）打開止水夾，緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣（3）關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗活塞（4）再次打開止水夾，緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣（5）過濾出沉淀，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗蠓Q量其質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)過程中，C裝置應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)步驟2后（填序號(hào)）與B裝置連接，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大（填偏大、偏小或無影響）．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：同學(xué)們分四組準(zhǔn)確稱取四份樣品，每份均為16.00g，按照實(shí)驗(yàn)步驟分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了如下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

組別	第一組	第二組	第三組	第四組
沉淀質(zhì)量（g）	7.86	7.88	7.90	9.86

（1）同學(xué)們經(jīng)過討論后認(rèn)為第四組同學(xué)的數(shù)據(jù)不正確．造成數(shù)據(jù)偏差較大的原因可能是BC：
A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通入空氣速度太快，裝置中的二氧化碳沒有完全吸收
B．沉淀過濾后沒有洗滌               
C．沉淀沒有干燥直接稱量
D．稱量沉淀質(zhì)量時(shí)，砝碼與藥品位置放反了
（2）根據(jù)另外三組同學(xué)的BaCO₃平均質(zhì)量，計(jì)算出了收集到的二氧化碳質(zhì)量為1.76g．
（3）計(jì)算該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（寫出計(jì)算過程）
實(shí)驗(yàn)反思：實(shí)驗(yàn)后，有同學(xué)提出用氫氧化鈣溶液替代氫氧化鋇溶液可以直接得到碳酸鈣沉淀，稱量其質(zhì)量后即可算出質(zhì)量分?jǐn)?shù)．大家討論后認(rèn)為用氫氧化鋇溶液比氫氧化鈣更好，請說出他們的理由氫氧化鋇的溶解性大于氫氧化鈣，更容易完全吸收二氧化碳（答出一點(diǎn)即可）．

Answer 1

分析 方案設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�道，為了使�?shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，在C裝置后加一個(gè)吸收二氧化碳的裝置，可以據(jù)此解答．而乙同學(xué)的裝置中沒有干燥和除雜裝置，而使裝置中揮發(fā)出的氯化氫氣體等進(jìn)入而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，可以據(jù)此解答該題．
實(shí)驗(yàn)步驟：為了防止錐形瓶中空氣中含有的二氧化碳進(jìn)入C裝置而被吸收，所以應(yīng)該在步驟（2）后再連接C裝置，可以據(jù)此解答該題．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）A、若通入氣體速度過快則會(huì)使反應(yīng)不完全而使稱得的質(zhì)量減少；
B、沉淀過濾后沒有洗滌，會(huì)使沉淀質(zhì)量增加；
C、沉淀沒有干燥直接稱量，可以使稱得的質(zhì)量增加；
D、由于1g以下用游碼，所以造成的誤差一般不會(huì)超過1g，可以據(jù)此判斷．
（2）根據(jù)氫氧化鋇溶液和二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)合碳酸鋇的質(zhì)量可以求算出二氧化碳的質(zhì)量；
（3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)合二氧化碳的質(zhì)量可以求算出碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
實(shí)驗(yàn)反思：在吸收二氧化碳時(shí)，堿溶液的濃度越大越利于吸收，可以據(jù)此解答該題．

解答 解：方案設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�道，為了使�?shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，在甲同學(xué)的方案中應(yīng)該在C裝置后加一個(gè)吸收二氧化碳的裝置，所以應(yīng)該選擇E裝置．而乙同學(xué)的裝置中沒有干燥和除雜裝置，而使裝置中揮發(fā)出的氯化氫氣體等進(jìn)入而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，可以據(jù)此解答該題．
實(shí)驗(yàn)步驟：為了防止錐形瓶中空氣中含有的二氧化碳進(jìn)入C裝置而被吸收，所以應(yīng)該在步驟（2）后再連接C裝置．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）A、若通入氣體速度過快則會(huì)使反應(yīng)不完全而使稱得的質(zhì)量減少，故A不對；
B、沉淀過濾后沒有洗滌，會(huì)使沉淀質(zhì)量增加，故B正確；
C、沉淀沒有干燥直接稱量，可以使稱得的質(zhì)量增加，故C正確；D、由于1g以下用游碼，所以造成的誤差一般不會(huì)超過1g，故D不對．
故選BC．
（2）設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為x
Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O
           44      197
           x       7.88g
 $\frac{44}{x}$=$\frac{197}{7.88g}$
解得：x=1.76g 
（3）設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為y
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
y                    1.76g
$\frac{100}{y}$=$\frac{44}{1.76g}$
解得：y=4g
所以碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{4g}{16g}$×100%=25%
答：該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%．
實(shí)驗(yàn)反思：在吸收二氧化碳時(shí)，堿溶液的濃度越大越利于吸收，氫氧化鋇的溶解性比氫氧化鈣的溶解性好，所以更容易吸收二氧化碳，所以用氫氧化鋇溶液比氫氧化鈣溶液更好．
故答案為：
方案設(shè)計(jì)：E；防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C裝置影響實(shí)驗(yàn)測定；揮發(fā)的氯化氫氣體等也進(jìn)入了C 裝置．
實(shí)驗(yàn)步驟：2；偏大．
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）BC；（2）1.76．
（3）25%．
實(shí)驗(yàn)反思：氫氧化鋇的溶解性大于氫氧化鈣，更容易完全吸收二氧化碳．
或等質(zhì)量的二氧化碳與氫氧化鋇反應(yīng)生成的碳酸鋇沉淀質(zhì)量大于與氫氧化鈣反應(yīng)生成的碳酸鈣沉淀質(zhì)量，誤差較小．

點(diǎn)評 本考點(diǎn)屬于鹽的性質(zhì)中實(shí)驗(yàn)方法和過程的探究，根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，要認(rèn)真分析，不僅要把握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的每一個(gè)步驟中的實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，對于有關(guān)的計(jì)算要準(zhǔn)確，本考點(diǎn)經(jīng)常出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．