Question

【題目】化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行以下探究：

查得資料：①該牙膏摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；

②牙膏中其它成分遇到鹽酸時無氣體生成。

Ⅰ.摩擦劑中氫氧化鋁的定性檢驗：取適量牙膏樣品，加水成分攪拌、過濾。

（1）往濾渣中加入過量NaOH溶液，過濾。往（1）所得濾液中先通入過量二氧化碳，再加入過量稀鹽酸。觀察到的現象是____________________。

Ⅱ.牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定

利用下圖所示裝置（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。

依據實驗過程回答下列問題：

（2）實驗過程中需持續緩緩通入空氣。其作用除了可攪拌B、C中的反應物外，還有_______。

（3）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是_____________（填標號）。

a.在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體

b.滴加鹽酸不宜過快

c.在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置

d.在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置

（4）實驗中準確稱取8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO3平均質量為3.94g。則樣品中碳酸鈣的質量分數為_____________________________。

（5）有人認為不必測定C中生成的BaCO3質量，只要測定裝置C在吸收CO2前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數。實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是__________。

（6）將等體積的AlCl3與NaOH溶液混合，充分反應后，測得混合溶液中含有鋁元素質量是沉淀中含有鋁元素質量的2倍，則c(AlCl3)與c(NaOH)的比值是____________。

Answer 1

【答案】（1）通入CO2氣體有白色沉淀生成；加入鹽酸有氣體生成、沉淀溶解；

（2）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

（3）c、d

（4）25%

（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中 （6） 1:1或3:11

【解析】

試題（1）通入過量CO2時發生反應：AlO2—＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋HCO3—，產生白色沉淀，再加過量鹽酸時發生反應：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O，HCO3—＋H＋===H2O＋CO2↑，白色沉淀溶解，同時產生氣體。（2）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；（3）a、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO2氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定，可以提高測定準確度，a不符合；b、滴加鹽酸不宜過快，使二氧化碳吸收完全，可以提高測定準確度，b不符合；c、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO2，不能提高測定準確度， c符合；d．在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置，氯化氫已被C裝置吸收，不影響CO2，不能提高測定準確度， d符合；（4）BaCO3質量為3．94g，則n（BaCO3）==0．02mol，則n（CaCO3）=0．02mol，質量為0．02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為×100%=25%．（5）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，碳酸鈣的質量分數偏高；（6）根據反應：AlCl3+3NaOH=Al(OH)3↓+3HCl，Al(OH)3+ NaOH= NaAlO2+2H2O，溶液中鋁元素的存在形式可以是Al3＋或AlO2－。故當溶液中Al3＋與Al(OH)3物質的量之比為2∶1時，c(AlCl3)：c(NaOH)＝3∶3=1：1；當溶液中AlO2－與Al(OH)3的物質的量之比為2∶1時，c(AlCl3)：c(NaOH)＝3∶11。