Question

化學興趣小組對某品牌牙膏中摩擦劑成分及其含量進行探究：
Ⅰ．查資料：該摩擦劑由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；牙膏中其它成分遇到鹽酸無氣體生成．
Ⅱ．牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定：
利用圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數．

實驗步驟：
①如圖所示連接好裝置，先檢查裝置的氣密性；
②準確稱取牙膏樣品的質量4.00g，并在各儀器中加入相應試劑；
③打開彈簧夾甲，緩緩通入空氣，然后接上C；
④打開B的分液漏斗滴加鹽酸反應，同時再次持續緩緩通入空氣；
⑤待B中不再產生氣體后停止滴加鹽酸；
⑥將C中沉淀過濾、洗滌、干燥，得BaCO₃固體，稱量BaCO₃的質量為1.97g．
（1）A中放NaOH溶液的作用是

除去空氣中的二氧化碳

；
（2）步驟④通入空氣的作用是

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）步驟⑥中檢驗沉淀洗干凈的方法是

取最后幾滴濾液，加稀硫酸，如無白色沉淀出現，則表明洗干凈

；
（4）本實驗測定得到的樣品中碳酸鈣的質量分數為

25%

；
若采取下列措施，對測定結果的準確度沒有影響的是

c

（填標號）；
a．省略步驟③b．滴加鹽酸快一些     c．多次實驗，取平均值計算
（5）有同學認為不必測定C中生成BaCO₃質量，只要測定裝置C在吸收CO₂前后質量差，一樣可以準確測定碳酸鈣質量分數．請說明是否可以并說明理由

不可以，這樣測得的結果會偏大，因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大

．

Answer 1

分析：該實驗方案是測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，確定生成的二氧化碳的質量，進而以確定碳酸鈣的質量分數．
（1）實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質量的沉淀，需要通入空氣將裝置內的二氧化碳完全排入C中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定；
（2）實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質量的沉淀，需要通入空氣將裝置內的二氧化碳完全排入C中被吸收；
（3）碳酸鋇沉淀可能會附著氫氧化鋇，取最后的濾液，檢驗是否含有鋇離子即可；
（4）根據碳酸鋇的質量計算反應生成二氧化碳的物質的量，由碳元素守恒可知牙膏中n（CO₂）=n（CaCO₃），進而計算碳酸鈣質量，根據質量分數定義計算；
a．省略步驟③導致測定的碳酸鋇的質量偏大，計算生成的二氧化碳偏大，牙膏中碳酸鈣的質量偏大；
b．滴加鹽酸快一些，產生CO₂氣流速度太快導致Ba（OH）₂未完全吸收；
c．多次實驗，取平均值計算，對測量結果無影響，可以減少誤差；
（5）B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大．

解答：解：該實驗方案是測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，確定生成的二氧化碳的質量，進而以確定碳酸鈣的質量分數．
（1）實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質量的沉淀，需要通入空氣將裝置內的二氧化碳完全排入C中被吸收，空氣中含有二氧化碳，故應先用氫氧化鈉溶液吸收，防止影響二氧化碳的測定，A中放NaOH溶液的作用是除去空氣中的二氧化碳，故答案為：除去空氣中的二氧化碳；
（2）實驗裝置中會殘留部分二氧化碳，影響C中二氧化碳質量的沉淀，需要通入空氣將裝置內的二氧化碳完全排入C中被吸收，步驟④通入空氣的作用是把生成的CO₂氣體全部排入C中，使之完全被Ba（OH）₂溶液吸收，
故答案為：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）碳酸鋇沉淀可能會附著氫氧化鋇，取最后的濾液，檢驗是否含有鋇離子即可，檢驗方法是：取最后幾滴濾液，加稀硫酸，如無白色沉淀出現，則表明洗干凈，
故答案為：取最后幾滴濾液，加稀硫酸，如無白色沉淀出現，則表明洗干凈；
（4）BaCO₃的質量為1.97g，其物質的量為

1.97g

197g/mol

=0.01mol，生成二氧化碳的物質的量為0.01mol，由碳元素守恒可知牙膏中n（CO₂）=n（CaCO₃）=0.01mol，碳酸鈣質量為0.01mol×100g/mol=1g，牙膏中碳酸鈣的質量分數為

1g

4.00g

×100%=25%；
a．省略步驟③導致測定的碳酸鋇的質量偏大，計算生成的二氧化碳偏大，牙膏中碳酸鈣的質量偏大，測定結果偏高；
b．滴加鹽酸快一些，產生CO₂氣流速度太快導致Ba（OH）₂未完全吸收，導致測定的牙膏中碳酸鈣的質量偏小．測定結果偏低；
c．多次實驗，取平均值計算，對測量結果無影響，可以減少誤差；
故答案為：25%；c；
（5）B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大，故測定裝置C在吸收CO₂前后質量差，不可行，
故答案為：不可以，這樣測得的結果會偏大，因為B中的水蒸氣、HCl氣體會進入裝置C中使得CO₂稱量結果偏大．

點評：本題考查學生對實驗原理及裝置理解、對操作的評價、物質含量的測定、化學計算等，難度中等，根據物質的化學性質，要認真分析，把握實驗設計的每個步驟中的實驗目的．