Question

化学兴趣小组对牙膏中摩擦剂成分及其含量进行探究。查资料得知：某品牌牙膏中的摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；牙膏中其它成分不与酸、碱反应。

I．利用下图所示装置（图中夹持仪器略去）进行实验，充分反应后，测定C中生成的BaCO₃沉淀质量，以确定碳酸钙的质量分数。

依据实验过程回答下列问题：

（1）以下检查整套装置气密性的操作正确的是          （填字母代号）。

a. 组装好仪器后，密封装置A的进气口和装置D的出气口，分液漏斗中装水，打开分液漏斗的两个活塞，若水滴不进去，则整套装置不漏气

b. 裝好药品后，密封装置A的进气口和装置D的出气口，打开分液漏斗的两个活塞，若盐酸滴不进去，则整套装置不漏气

c. 微热B，若A中溶液进入长导管，C中长导管冒气泡，则整套装置不漏气

（2）实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B、C中的反应物外，还有__________________。

（3）盐酸有一定程度的挥发性，为什么该兴趣小组不在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置？                           。

（4）实验中准确称取16.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO₃平均质量为7.88 g。则样品中碳酸钙的质量分数为             。

II．为确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在，请设计实验。

实验步骤	预期现象与结论
取适量牙膏样品于试管中，                                                  。	。

Answer

I．（1）a；

（2）把生成的CO2全部排入C中，使之完全被Ba(OH)2溶液吸收；

（3）碳酸氢钠虽能吸收盐酸，但也产生CO2。HCl即使进入装置C中，由于Ba(OH)2是足量的，就会被Ba(OH)2中和，不会溶解BaCO3；

（4）25.0%；

II．

实验步骤

预期现象与结论

加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸；

滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝；

【解析】

试题分析：I．（1）根据气压差原理检验装置的气密性，检验装置气密性必须在装置药品之前进行，在装置中如果微热B，由于长导管被液封，所以无论装置气密性是否良好，A装置中导管都不会出现液柱，故选a；

（2）装置中残留部分二氧化碳，不能被完全吸收，导致测定的碳酸钡的质量偏小，持续缓缓通入空气的作用为：把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收；故答案为：把生成的CO2气体全部排入C中，使之完全被Ba（OH）2溶液吸收；

（3）挥发出来的氯化氢气体与饱和碳酸氢钠溶液反应会产生二氧化碳，影响实验结果测量，而HCl即使进入装置C中，由于Ba（OH）2是足量的，就会被Ba（OH）2中和，不会溶解BaCO3，所以不在B、C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置，故答案为：碳酸氢钠虽能吸收盐酸，但也产生CO2，HCl即使进入装置C中，由于Ba（OH）2是足量的，就会被Ba（OH）2中和，不会溶解BaCO3；

（4）根据碳元素守恒可知关系式：CaCO3～BaCO3，BaCO3平均质量为7.88g，所以碳酸钙的质量为×100=4.00g，所以样品中碳酸钙的质量分数为×100%=25%，故答案为：25%；

II．确定该牙膏摩擦剂中氢氧化铝的存在，根据氢氧化铝的两性的特点，可以将牙膏样品在加入足量的NaOH溶液，过滤后，向滤液中滴加盐酸，如果滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，则说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝，所以设计实验为

实验步骤

预期现象与结论

取适量牙膏样品于试管中，加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸

滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝

故答案为：

实验步骤

预期现象与结论

加入足量的NaOH溶液，过滤，向滤液中滴加盐酸

滤液中先出现白色沉淀，随后沉淀溶解，说明该牙膏摩擦剂中含氢氧化铝

考点：考查了实验的设计、物质的分离、提纯等相关知识。