Question

16．化學興趣小組對某品牌牙膏中磨擦劑成分及其含量進行以下探究：
查得資料：該牙膏磨擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸時無氣體生成． 
Ⅰ．磨擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗：取適量牙膏樣品，加水充分攪拌、過濾．
（1）往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾．氫氧化鋁與NaOH溶液反應的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸．觀察到的現(xiàn)象是通入CO₂氣體有白色沉淀生成，加入鹽酸有氣體產生，沉淀溶解．
Ⅱ．牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定：利用如圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數(shù)．依據(jù)實驗過程回答下列問題：
（3）實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣．A中NaOH溶液的作用：除去空氣中CO₂減少實驗誤差．
（4）C中反應生成BaCO₃的化學方程式是Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O．
（5）實驗中準確稱取10.00g樣品，平均分成三份進行三次測定，每次都充分反應，測得每次BaCO₃平均質量為1.97g．則樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為30%．
（6）測定C中生成的BaCO₃沉淀質量所用的方法是：比較反應前后C裝置的質量差．按如圖所示裝置，按正常的步驟進行實驗，測定結果通常都偏高（填“偏高”或“偏低”），理由是B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致增重（只答一個即可）．

Answer 1

分析 增重A是空氣通過除去空氣中的二氧化碳氣體，目的是排凈裝置內空氣，把反應生成的二氧化碳全部排出到裝置C中吸收，裝置B中是樣品和鹽酸反應生成的氣體通過裝置C吸收，測定增重得到生成碳酸鋇質量，結合碳元素守恒計算碳酸鈣含量，裝置D是防止空氣中二氧化碳進入裝置C影響測定結果，
Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水；
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O、HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O；
Ⅱ．（3）實驗通過C裝置生成的碳酸鋇的質量測定二氧化碳的質量，進而計算牙膏中碳酸鈣的質量分數(shù)．裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏�。�
（4）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水；
（5）BaCO₃質量為1.97g n（BaCO₃）=0.0100mol，則n（CaCO₃）=0.0100mol，質量為1.00g；
（6）裝置B中的水蒸氣和氯化氫氣體會進入裝置C．

解答 解：Ⅰ．（1）氫氧化鋁與NaOH溶液反應生成偏鋁酸鈉與水，反應離子方程式為Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O；
（2）往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，發(fā)生反應AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，再加入過量稀鹽酸，Al（OH）₃+3HCl=AlCl₃+3H₂O，HCO₃^-+H⁺=CO₂↑+H₂O，反應現(xiàn)象是通入CO₂氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體產生，沉淀溶解，
故答案為：通入CO₂氣體有白色沉淀生成，加入鹽酸有氣體產生，沉淀溶解；
Ⅱ．（3）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏小，持續(xù)緩緩通入空氣的作用為：把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收，A中NaOH溶液的作用是除去空氣中CO₂減少實驗誤差，
故答案為：除去空氣中CO₂減少實驗誤差；
（4）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，反應方程式為CO₂+Ba（OH）₂═BaCO₃↓+H₂O，
故答案為：Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O；
（5）BaCO₃質量為1.97g，則n（BaCO₃）=$\frac{1.97g}{197g/mol}$=0.01mol，則n（CaCO₃）=0.01mol，質量為0.01mol×100g/mol=1g，所以實驗中準確稱取10.00g樣品中含碳酸鈣為3g，樣品中碳酸鈣的質量分數(shù)為 $\frac{3g}{10.0g}$×100%=30%，
故答案為：30%；
（6）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致測定二氧化碳的質量偏大，測定的碳酸鈣的質量偏大，碳酸鈣的質量分數(shù)偏高．
故答案為：偏高；B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致增重．

點評 本題考查對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學用語、化學計算、物質組成的測定等，難度中等，是對所需知識的綜合運用，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關鍵．