10.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,其中摩擦劑的類型很多,如CaCO3、Al(OH)3、SiO2等.我;瘜W(xué)興趣小組想探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);堿石灰由生石灰和氫氧化鈉組成;氫氧化鋇和氫氧化鈣化學(xué)性質(zhì)相似,也能與二氧化碳反應(yīng)生成白色BaCO3沉淀和水.
【實(shí)驗(yàn)方案】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,證明摩擦劑中含有CO32-(填離子符號).
【提出問題2】該牙膏中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少?
【實(shí)驗(yàn)裝置】(不考慮裝置內(nèi)原有空氣對實(shí)驗(yàn)的影響)

【實(shí)驗(yàn)步驟】
(1)按上圖連接好裝置后,發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯(cuò)誤,改正為C裝置中進(jìn)氣管伸入液面以下,出氣管稍露出橡皮塞即可;
(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,至不再有氣泡產(chǎn)生,停止滴加鹽酸;
(5)打開K1,關(guān)閉K2,緩緩鼓入一段時(shí)間空氣,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)3.933.943.95
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】
(1)上述數(shù)據(jù)能否由托盤天平測得?不能.(填“能”或“不能”)
(2)若沒有A裝置,則測定結(jié)果將偏大.(填“偏大”、“偏小”或“不變”)
(3)D裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳被C裝置吸收,影響實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果.
(4)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)?
【實(shí)驗(yàn)反思】
(1)重復(fù)實(shí)驗(yàn),取平均值的意義在于減小誤差.
(2)下列各項(xiàng)措施中,能提高測定準(zhǔn)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.

分析 【實(shí)驗(yàn)方案】根據(jù)碳酸根離子的檢驗(yàn)方法分析解答;
【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)根據(jù)洗氣裝置中導(dǎo)管應(yīng)長進(jìn)短出進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性,防止裝置漏氣進(jìn)行分析;
(4)根據(jù)裝置設(shè)計(jì)原理和實(shí)驗(yàn)?zāi)康姆治鼋獯穑?br />(5)根據(jù)再次打開K1,關(guān)閉K2,緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣,使生成的二氧化碳充分反應(yīng)進(jìn)行分析;
(6)根據(jù)將C裝置中的固體混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質(zhì)量更準(zhǔn)確進(jìn)行分析;
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】(1)根據(jù)天平的精確度分析解答;
(2)根據(jù)A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳,防止測量結(jié)果不準(zhǔn)確進(jìn)行分析;
(3)根據(jù)D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳,防止測量結(jié)果不準(zhǔn)確進(jìn)行分析;
(4)根據(jù)所測生成沉淀數(shù)據(jù)的平均值,計(jì)算反應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量,并進(jìn)而計(jì)算參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量進(jìn)行分析;
【實(shí)驗(yàn)反思】(1)根據(jù)多次測量,求其平均值是實(shí)驗(yàn)的常用方法,可減少誤差進(jìn)行分析;
(2)根據(jù)在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶,氯化氫氣體可與碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳使測定結(jié)果偏高;緩緩滴加稀鹽酸可使生成的二氧化碳反應(yīng)完全,使測量結(jié)果更準(zhǔn)確進(jìn)行分析.

解答 解:【實(shí)驗(yàn)方案】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,說明生成二氧化碳,從而證明摩擦劑中含有碳酸根離子;
【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)C的作用是吸收反應(yīng)生成的二氧化碳,洗氣裝置中導(dǎo)管應(yīng)長進(jìn)短出;
(2)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查裝置的氣密性,防止裝置漏氣;
(4)關(guān)閉K1,打開K2,向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸,至不再生成氣體,停止滴加鹽酸;
(5)再次打開K1,關(guān)閉K2,緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間空氣,使生成的二氧化碳全部排出,充分反應(yīng),至C中不再產(chǎn)生沉淀;
(6)將C裝置中的固體混合物過濾、洗滌,除去表面的其他物質(zhì),然后烘干后稱量其質(zhì)量更準(zhǔn)確;
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】(1)天平只能精確到0.1g,所以用天平無法測量;
(2)A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳,若沒有該裝置,則進(jìn)入C的氣體還有空氣中的二氧化碳,使測量結(jié)果偏大;
(3)D裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳,防止空氣中二氧化碳進(jìn)入,使測量結(jié)果不準(zhǔn)確;
(4)設(shè)樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑     Ba(OH)2+CO2═BaCO3↓+H2O
BaCO3~CaCO3,
197    100
3.94g   x
$\frac{197}{3.94g}=\frac{100}{x}$
x=2g
所以樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{2g}{8g}$×100%=25%;
【實(shí)驗(yàn)反思】(1)多次測量,求其平均值是實(shí)驗(yàn)的常用方法,可減少誤差;
(2)在裝置A、B之間增加盛有濃硫酸的洗氣瓶,是吸收水蒸氣,而水蒸氣對于二氧化碳無影響;在裝置B、C之間增加盛有飽和碳酸氫鈉的洗氣瓶,則由B中揮發(fā)出來的氯化氫氣體會(huì)與洗氣裝置中的NaHCO3反應(yīng),生成二氧化碳?xì)怏w,使測定結(jié)果偏高;緩緩滴加稀鹽酸可使生成的二氧化碳反應(yīng)完全,使測量結(jié)果更準(zhǔn)確.
故答案為:【實(shí)驗(yàn)方案】CO32-;
【實(shí)驗(yàn)步驟】(1)C裝置中進(jìn)氣管伸入液面以下,出氣管稍露出橡皮塞即可;
(2)檢查裝置的氣密性;
(4)不再有氣泡產(chǎn)生;
(5)打開K1,關(guān)閉K2,緩緩鼓入一段時(shí)間空氣;
(6)洗滌;
【實(shí)驗(yàn)分析及數(shù)據(jù)處理】(1)不能;
(2)偏大;
(3)防止空氣中的二氧化碳被C裝置吸收,影響實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果;
(4)該牙膏樣品中CaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%;
【實(shí)驗(yàn)反思】
(1)減小誤差;
(2)c.

點(diǎn)評 本題難度較大,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,裝置的用途等知識,還要對有關(guān)的計(jì)算準(zhǔn)確,能考查學(xué)生綜合分析、解決問題的能力,計(jì)算牙膏中碳酸鈣的含量時(shí),也可利用關(guān)系式法求解.

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(3)組裝發(fā)生裝置D時(shí),下列儀器用品的組裝正確順序是:鐵架臺(tái)→木塊→②→①.(填序號)①試管  ②酒精燈
(4)注射器C可用于檢查裝置E的氣密性,步驟如下:①向錐形瓶中加入少量水至浸沒長頸漏斗末端,形成液封處;②將注射器C連接到裝置E的導(dǎo)管口處,向前推進(jìn)注射器活塞,若觀察到C(選填字母)時(shí),則說明E裝置氣密性良好.
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(5)如圖乙,在實(shí)驗(yàn)室中,I裝置被稱做“多功能瓶”,有多種用途,請觀察裝置的特點(diǎn)回答下列問題:①用排空氣法收集氣體時(shí)若用I裝置替代G裝置,則氣體應(yīng)從b口進(jìn)入(填a或b); ②從J、K裝置中任選一個(gè),簡要闡述該裝置的用途:J裝置可用于除去氣體中混有的CO2或HCl等酸性氣體或K裝置用于測定生成氣體的體積.

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