Question

【題目】【2014年黑龍江省綏化市】牙膏摩擦劑的類型很多，如CaCO3，SiO2或它們的混合物．某興趣小組對牙膏摩擦劑的成分進行了如下探究．

【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．

【實驗方案】

①取少量牙膏于試管中，加入適量的稀鹽酸，出現(xiàn)氣泡，將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，證明摩擦劑中含有 _________ （填離子符號）

②取實驗①中的溶液，加入碳酸鉀溶液，生成白色沉淀，請寫出該反應的化學方程式 ______ ．

【提出問題2】該牙膏中CaCO3的質(zhì)量分數(shù)是多少？

【實驗裝置】

【實驗步驟】

（1）按如圖連接好裝置后，發(fā)現(xiàn)一處明顯的錯誤，改正為 _________ ；

（2）重新連接好裝置，并 _________ ；

（3）在B裝置中加入牙膏樣品8．00g；

（4） _________ K1， _________ K2（填“打開”或“關(guān)閉”），向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至B中無氣泡產(chǎn)生時，停止滴加鹽酸；

（5） _________ ，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．實驗數(shù)據(jù)如圖（已知此品牌牙膏中的其他成分不和鹽酸反應，裝置內(nèi)試劑均足量．）

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】

（1）若沒有A裝置，則測定結(jié)果將 _________ （填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

（2）D裝置的作用是 _________ ．

（3）據(jù)上面數(shù)據(jù)，計算該牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是 _________ ．

Answer 1

【答案】【實驗方案】①CO32﹣；②K2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2KCl；

【實驗步驟】（1）C中導管應“長進短出”；

（2）檢查裝置的氣密性；

（4）關(guān)閉；打開；B中不再產(chǎn)生氣泡；

（5）關(guān)閉K2，打開K1，緩緩通入空氣；

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】（1）偏大；

（2）吸收空氣中的二氧化碳干擾，防止干擾實驗測定；

（3）25%

【解析】

試題分析：【實驗方案】①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；②實驗①中的溶液中含有氯離子，加入碳酸鉀溶液，生成白色沉淀﹣碳酸鈣，說明該溶液中含有鈣離子，反應的化學方程式是K2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2KCl；

【實驗步驟】（1）C的作用是吸收反應生成的二氧化碳，裝置中導管應長進短出；

（2）實驗前應檢查裝置的氣密性，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，緩緩通入一段時間空氣，使生成的二氧化碳全部排出，充分反應，至C中不再產(chǎn)生沉淀；

【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】

（1）A裝置的作用是吸收空氣中的二氧化碳，若沒有該裝置，則進入C的氣體還有空氣中的二氧化碳，使測量結(jié)果偏大；

（2）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入，使測量結(jié)果不準確；（3）依據(jù)所測生成沉淀數(shù)據(jù)，計算反應的二氧化碳的質(zhì)量，并進而計算牙膏中碳酸鈣的質(zhì)量，計算過程如下；

解：根據(jù)數(shù)據(jù)得生成沉淀為3．94g，設(shè)參加反應的二氧化碳的質(zhì)量為x

Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O

44 197

x 3．94g

=

x=0．88g

設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為y

CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

100 44

y 0．88g

=

y=2．00g

該牙膏樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是×100%=25%