Question

18．牙膏是生活中常見的物質(zhì)，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(zhì)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1】某品牌牙膏中是否含有CaCO₃？
【查閱資料】二氧化硅不與稀鹽酸反應(yīng)
【實(shí)驗(yàn)方案】
①取少量牙膏于試管中，加入過量稀鹽酸，出現(xiàn)氣泡，將氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁；
②②取實(shí)驗(yàn)①中的溶液，加入草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，生成白色沉淀--草酸鈣，請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式（NH₄）₂C₂O₄+CaCl₂=2NH₄Cl+Ca C₂O₄↓．
【提出問題2】該牙膏中CaCO₃的含量是多少？
【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖

【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）按圖連接好裝置后，發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯(cuò)誤，改正為C裝置中左邊導(dǎo)管伸入液面以下，右邊導(dǎo)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(guān)閉K₁，打開K₂，向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至不產(chǎn)生氣泡，停止滴加鹽酸；
（5）關(guān)閉K₂，打開K₁，緩緩?fù)ㄈ肟諝�，至C中不再產(chǎn)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(zhì)量；
（7）重復(fù)實(shí)驗(yàn)．
（已知此品牌牙膏中的摩擦劑為碳酸鈣，且其他成分不和鹽酸反應(yīng)，裝置內(nèi)試劑均足量．）
【實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)】重復(fù)實(shí)驗(yàn)，3次數(shù)據(jù)記錄如下：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	實(shí)驗(yàn)1	實(shí)驗(yàn)2	實(shí)驗(yàn)3
C裝置中沉淀質(zhì)量（g）	3.93	3.94	3.95

【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）上述數(shù)據(jù)能否由托盤天平測(cè)得？否（填“能”或“否”）．
（2）若沒有A裝置，則測(cè)定結(jié)果將偏�。ㄌ睢捌�大”、“偏小”或“不變”）．
（3）據(jù)上表數(shù)據(jù)，計(jì)算該牙膏樣品中CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是25%．
【實(shí)驗(yàn)反思】
下列各項(xiàng)措施中，能提高測(cè)定準(zhǔn)確度的c（填序號(hào)）．
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(shí)驗(yàn)方案】
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
【實(shí)驗(yàn)步驟】
C中吸收二氧化碳?xì)怏w的裝置中的導(dǎo)管應(yīng)該長進(jìn)短出；
碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、會(huì)和二氧化碳；
將C裝置中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質(zhì)量；
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】
托盤天平能夠精確到0.1g；
二氧化碳和氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀和水；
【實(shí)驗(yàn)反思】
濃硫酸能夠吸收水蒸氣；
碳酸氫鈉能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉、水和二氧化碳．

解答 解：【實(shí)驗(yàn)方案】
①取少量牙膏于試管中，加入過量稀鹽酸，出現(xiàn)氣泡，將氣體通入澄清石灰水中，石灰水變渾濁，說明牙膏中含有碳酸鈣；
②取實(shí)驗(yàn)①中的溶液，加入草酸銨[（NH₄）₂C₂O₄]溶液，生成白色沉淀草酸鈣，是因?yàn)椴菟徜@能和氯化鈣反應(yīng)生成草酸鈣和氯化銨，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：（NH₄）₂C₂O₄+CaCl₂=2NH₄Cl+Ca C₂O₄↓．
故填：（NH₄）₂C₂O₄+CaCl₂=2NH₄Cl+Ca C₂O₄↓．
【實(shí)驗(yàn)步驟】
（1）按圖連接好裝置后，發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯(cuò)誤，錯(cuò)誤是C裝置中的導(dǎo)管短進(jìn)長出，應(yīng)該改正為C裝置中左邊導(dǎo)管伸入液面以下，右邊導(dǎo)管剛露出橡皮塞．
故填：C裝置中左邊導(dǎo)管伸入液面以下，右邊導(dǎo)管剛露出橡皮塞．
（4）關(guān)閉K₁，打開K₂，向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至不產(chǎn)生氣泡，停止滴加鹽酸．
故填：不產(chǎn)生氣泡．
（5）關(guān)閉K₂，打開K₁，緩緩?fù)ㄈ肟諝�，至C中不再產(chǎn)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(zhì)量．
故填：洗滌．
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】
（1）上述數(shù)據(jù)不能由托盤天平測(cè)得，這是因?yàn)橥斜P天平不能精確到0.01g．
故填：否．
（2）若沒有A裝置，反應(yīng)生成的二氧化碳不能全部進(jìn)入C裝置中，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏�。�
故填：偏小．
（3）設(shè)該牙膏樣品中CaCO₃的質(zhì)量為x，
由CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O可知，CaCO₃～BaCO₃↓，
反應(yīng)生成碳酸鋇質(zhì)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{2.00g}{8.00g}$×100%=25%，
故填：25%．
【實(shí)驗(yàn)反思】
a．因?yàn)槭峭ㄟ^測(cè)定反應(yīng)生成測(cè)定碳酸鋇的質(zhì)量來進(jìn)一步計(jì)算碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，與水蒸氣是否進(jìn)入C中無關(guān)，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(cè)定準(zhǔn)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(shí)，揮發(fā)出的稀鹽酸能和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)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(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大；
c．緩緩滴加稀鹽酸時(shí)，能使反應(yīng)生成的二氧化碳完全被氫氧化鋇溶液吸收，能提高測(cè)定準(zhǔn)確度．
故填：c．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．