Question

9．化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究：
查得资料：该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体生成．利用如下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数

依据实验过程回答下列问题：
（1）实验过程中需持续缓缓通入空气．其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收
（2）C中反应生成BaCO₃的化学方程式是Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O
（3）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是CD（填标号）
a．在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体
b．滴加盐酸不宜过快
c．在A-B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
d．在B-C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
（4）实验中准确称取8.00g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为3.94g．则样品中碳酸钙的质量分数为25%
（5）有人认为不必测定C中生成的BaCO₃质量，只要测定装置C吸收CO₂前后的质量差，一样可以确定碳酸钙的质量分数．实验证明按此方法测定的结果明显偏高，原因是B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

Answer 1

分析 （1）实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量，进而计算牙膏中碳酸钙的质量分数．装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小；
（2）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水；
（3）A、在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体，防止影响碳酸钡质量的测定；
B、滴加盐酸过快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出装置C；
C、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO₂；
D、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影响CO₂；
（4）BaCO₃质量为3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，则n（CaCO₃）=0.0200mol，质量为2.00g；
（5）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中；

解答 解：（1）装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小，持续缓缓通入空气的作用为：把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
故答案为：把生成的CO₂气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收；
（2）二氧化碳与氢氧化钡反应生成碳酸钡与水，反应的离子方程式为Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，
故答案为：Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；
（3）A、在加入盐酸之前，应排净装置内的CO₂气体，防止影响碳酸钡质量的测定，可以提高测定准确度，故A不符合；
B、滴加盐酸过快CO₂，CO₂来不及被吸收，就排出装置C，滴加盐酸不宜过快，使二氧化碳吸收完全，可以提高测定准确度，故B不符合；
C、在AB之间增添盛有浓硫酸的洗气装置，吸收水分，不影响CO₂，不能提高提高测定准确度，故C符合；
D、在BC之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，影响CO₂，不能提高测定准确度，故D符合；
故选：CD；
（4）BaCO₃质量为3.94g，则n（BaCO₃）=$\frac{3.94g}{197g/mol}$=0.02mol，则n（CaCO₃）=0.02mol，质量为0.02mol×100g/mol=2g，所以样品中碳酸钙的质量分数为$\frac{2g}{8g}$×100%=25%，
故答案为：25%；
（5）B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中，导致测定二氧化碳的质量偏大，测定的碳酸钙的质量偏大，碳酸钙的质量分数偏高，
故答案为：B中的水蒸气、氯化氢气体等进入装置C中．

点评 本题考查较为综合，以物质的制备实验为载体，综合考查实验的设计、物质的分离、提纯等知识，对实验原理与操作步骤的理解及评价、常用化学用语、化学计算、物质组成的测定等，注意根据物质的性质设计实验方案，需要学生具有扎实的基础知识与分析问题、解决问题的能力，理解实验原理是解答的关键，题目难度中等．