Question

【題目】牙膏摩擦劑的類型很多，如CaCO3、SiO2或它們的混合物．某興趣小組對某品牌牙膏摩擦劑的成分進行了如下探究．

（1）【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；堿石灰主要成分為生石灰與氫氧化鈉．
【實驗方案】取少量牙膏于試管中，加入適量的稀鹽酸，出現氣泡，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）；石灰水變渾濁的化學方程式為
（2）【實驗裝置】
①連接好裝置后，首先進行的操作是 ．
②在B裝置中加入牙膏樣品5g；
③K1 ， K2（填“打開”或“關閉”），向牙膏樣品中滴入10%的鹽酸，至B中無氣泡產生時，停止滴加鹽酸；
④打開K1 ， 關閉K2 ， 緩緩鼓入空氣，至C中 ．
⑤將C裝置中的固液混合物過濾、洗滌、烘干后稱量其質量為1.97g．（已知此品牌牙膏中的其他成分不和鹽酸反應，裝置內試劑均足量且充分反應．）
（3）【實驗分析及數據處理】
①若沒有A裝置，則實驗測定結果將 ． （填“偏大”、“偏小”或“不變”）
②D裝置的作用是 ．
③根據上面數據計算，牙膏樣品中碳酸鈣的質量分數是 ．

Answer 1

【答案】
（1）CO32﹣；Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
（2）檢查裝置的氣密性；關閉；打開；不再產生沉淀
（3）偏大；防止空氣中的二氧化碳進入裝置C中；20%
【解析】解：【實驗方案】
將氣體通入澄清石灰水，石灰水變渾濁，說明該氣體是二氧化碳，證明摩擦劑中含有碳酸鈣，碳酸鈣中含有碳酸根離子，碳酸根離子可以表示為CO32﹣；
二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；
【提出問題2】該牙膏中CaCO3的質量分數是多少？
【實驗步驟】
①連接好裝置，首先進行的操作是檢查裝置的氣密性；
③關閉K1 ， 打開K2 ， 然后向牙膏樣品中滴入質量分數為10%的鹽酸，至B中無氣泡產生時，停止滴加鹽酸；
④打開K1 ， 關閉K2 ， 緩緩鼓入空氣，至C中不再產生沉淀；
【實驗分析及數據處理】
①若沒有A裝置，則空氣中的二氧化碳能夠被氫氧化鋇溶液吸收，從而導致測定結果偏大；
②D裝置的作用是防止空氣中的二氧化碳進入裝置C中；
③設碳酸鈣的質量為x，
由CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O可知，
CaCO3～BaCO3↓，
CaCO3～BaCO3↓，
100 197
x 1.97g

x=1g，
牙膏樣品中碳酸鈣的質量分數為： ×100%=20%．
故答案為：
【實驗方案】CO32﹣；Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O；
【實驗裝置】
②檢查裝置的氣密性；
③關閉；打開；
④不再產生沉淀；
【實驗分析及數據處理】
①偏大；
②防止空氣中的二氧化碳進入裝置C中；
③20%．
【實驗方案】碳酸鈣能夠稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
【實驗步驟】凡是有氣體參加或產生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結果；
二氧化碳能和氫氧化鋇反應生成白色沉淀碳酸鋇和水；
氫氧化鈉溶液能夠吸收空氣中的二氧化碳；
堿石灰能夠吸收水和二氧化碳．