Question

牙膏摩擦剂的类型很多，如CaCO₃，SiO₂或它们的混合物．某兴趣小组对牙膏摩擦剂的成分进行了如下探究．

【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO₃？

【查阅资料】二氧化硅不与稀盐酸反应．

【实验方案】

①取少量牙膏于试管中，加入适量的稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水，石灰水变浑浊，证明摩擦剂中含有　_________　（填离子符号）

②取实验①中的溶液，加入碳酸钾溶液，生成白色沉淀，请写出该反应的化学方程式　_________　．

【提出问题2】该牙膏中CaCO₃的质量分数是多少？

【实验装置】

【实验步骤】

（1）按如图连接好装置后，发现一处明显的错误，改正为　_________　；

（2）重新连接好装置，并　_________　；

（3）在B装置中加入牙膏样品8.00g；

（4）　_________　K₁，　_________　K₂（填“打开”或“关闭”），向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至B中无气泡产生时，停止滴加盐酸；

（5）　_________　，至C中不再产生沉淀；

（6）将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后称量其质量．实验数据如图（已知此品牌牙膏中的其他成分不和盐酸反应，装置内试剂均足量．）

【实验分析及数据处理】

（1）若没有A装置，则测定结果将　_________　．（填“偏大”、“偏小”或“不变”）

（2）D装置的作用是　_________　．

（3）据上面数据，计算该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是　_________　．

Answer 1

　解析：【实验方案】①取少量牙膏于试管中，加入过量稀盐酸，出现气泡，将气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明生成二氧化碳，从而证明摩擦剂中含有碳酸根离子；

②实验①中的溶液中含有氯离子，加入碳酸钾溶液，生成白色沉淀﹣碳酸钙，说明该溶液中含有钙离子，反应的化学方程式是K₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2KCl；

【实验步骤】（1）C的作用是吸收反应生成的二氧化碳，装置中导管应长进短出；

（2）实验前应检查装置的气密性，防止装置漏气；

（4）关闭K₁，打开K₂，向牙膏样品中滴入10%的盐酸，至不再生成气体，停止滴加盐酸；

（5）再次打开K₁，关闭K₂，缓缓通入一段时间空气，使生成的二氧化碳全部排出，充分反应，至C中不再产生沉淀；

【实验分析及数据处理】

（1）A装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，若没有该装置，则进入C的气体还有空气中的二氧化碳，使测量结果偏大；

（2）D装置的作用是吸收空气中的二氧化碳，防止空气中二氧化碳进入，使测量结果不准确；

（3）依据所测生成沉淀数据，计算反应的二氧化碳的质量，并进而计算牙膏中碳酸钙的质量，计算过程如下；

解：根据数据得生成沉淀为3.94g，设参加反应的二氧化碳的质量为x

Ba（OH）₂+CO₂═BaCO₃↓+H₂O

          44   197

          x    3.94g

=

   x=0.88g

设碳酸钙的质量为y

CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑

100                   44

y                    0.88g

=

   y=2.00g

该牙膏样品中碳酸钙的质量分数是×100%=25%．

故答案为：【实验方案】①CO₃^2﹣；②K₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2KCl；

【实验步骤】（1）C中导管应“长进短出”；

（2）检查装置的气密性；

（4）关闭；打开；B中不再产生气泡；

（5）关闭K₂，打开K₁，缓缓通入空气；

【实验分析及数据处理】

（1）偏大；（2）吸收空气中的二氧化碳干扰，防止干扰实验测定；

（3）25%