Question

2．牙膏是生活中常見的物質，其配料成分的摩擦劑、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．某化學興趣小組同學想探究牙膏摩擦劑的成分．
實驗探究一：某品牌牙膏中是否含有CaCO₃？
[查閱資料]二氧化硅（SiO₂）不與稀鹽酸反應．
[設計實驗]

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取少量樣品于試管中，滴加稀鹽酸．	①有氣泡冒出	該品牌牙膏中含有CaCO3．
②將產生的氣體通入澄清石灰水．	②石灰水變渾濁

實驗探究二：測定該品牌牙膏中CaCO₃的質量分數．
興趣小組同學取該品牌牙膏樣品8.00g，加入足量的稀鹽酸，利用如圖1所示的實驗裝置進行實驗，并將該裝置放在電子天平上，將電子天平稱量的數據繪成如圖2．

[數據處理]實驗產生氣體的質量是0.88g，則該品牌牙膏中CaCO₃質量分數為25%．
[交流與反思]
（1）寫出錐形瓶中反應的化學方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑（寫一個即可）．
（2）加入的鹽酸要過量，否則所測CaCO₃的質量分數將偏�。ㄟx填“偏大”、“不變”或“偏小”）．
（3）稱量結束后，判斷稀鹽酸已過量的方法取反應后錐形瓶中的少量溶液于試管中，滴加紫色石蕊試液，溶液變紅色（寫出實驗步驟和現象）．
（4）同學們經過討論一致認為，上述圖1裝置存在科學性問題，可能造成實驗誤差，請你說出可能造成誤差的一個因素鹽酸揮發(fā)．

Answer 1

分析 實驗探究一
[設計實驗]根據碳酸根離子的檢驗方法分析設計實驗．
實驗探究二：
[數據處理]根據氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳氣體分析、計算．
[交流與反思]
（1）根據碳酸鈣與鹽酸的反應，寫出錐形瓶中有氣體產生的化學方程式．
（2）加入的鹽酸要過量，否則所測CaCO₃的質量分數將偏�。�
（3）根據稀鹽酸的性質，進行檢測．
（4）根考慮鹽酸的揮發(fā)性．

解答 解：實驗探究一
[設計實驗]由于碳酸鈣與鹽酸反應生成了二氧化碳氣體，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁．所以，設計實驗如下：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
①取少量樣品于試管中，滴加 稀鹽酸	①有氣泡產生	該牙膏樣品中含有CaCO3．
②將產生的氣體通入澄清石灰水	②澄清石灰水變渾濁

實驗探究二：[數據處理]
由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應生成了碳酸鈉和水，所以，裝置D平均增加的質量為0.88g，其增加的質量即為反應產生的二氧化碳的質量．
設牙膏樣品中碳酸鈣的質量的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
 x                   0.88g
$\frac{100}{44}=\frac{x}{0.88g}$，解得：x=2.00g
牙膏樣品中碳酸鈣的質量分數為：$\frac{2.00g}{8g}$×100%=25%．
[交流與反思]
（1）錐形瓶中反應的化學方程式 CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑或Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O．
（2）因為牙膏中“摩擦劑的類型有很多，如CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂或這些物質的混合物”，而Al（OH）₃會與稀鹽酸反應，故加入的鹽酸要過量，否則所測CaCO₃的質量分數將偏�。�
（3）稱量結束后，判斷稀鹽酸已過量的方法為：取反應后錐形瓶中的少量溶液于試管中，滴加紫色石蕊試液，溶液變紅色．
（4）同學們經過討論一致認為，上述圖1裝置存在科學性問題，可能造成實驗誤差，請你說出可能造成誤差的一個因素是鹽酸揮發(fā)．
故答案為：
[設計實驗]稀鹽酸； 有氣泡冒出；石灰水變渾濁；
[數據處理]0.88g； 25%
[交流與反思]（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑或Al（OH）₃+3HCl═AlCl₃+3H₂O；（2）偏小；
（3）取反應后錐形瓶中的少量溶液于試管中，滴加紫色石蕊試液，溶液變紅色（或其它正確答案）；
（4）鹽酸揮發(fā)（或其它正確答案）；

點評 實驗是化學的重要組成部分，正確的實驗操作是得出科學結論的前提條件之一，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為得出正確的結論奠定基礎．