Question

化學(xué)興趣小組對某品牌牙膏中碳酸鈣含量進(jìn)行以下探究．

查得資料：該牙膏摩擦劑主要由碳酸鈣、氫氧化鋁組成；其他成分遇到鹽酸時無氣體生成．

方案設(shè)計(jì)：小組的兩位同學(xué)提出了各自的設(shè)計(jì)方案

甲同學(xué)：利用下圖所示裝置（圖中夾持儀器略去）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

乙同學(xué)：也利用圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)后，測定C裝置中反應(yīng)前后的質(zhì)量差，得出二氧化碳質(zhì)量，以確定碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

小組同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)裝置還需要進(jìn)一步完善，在C裝置后他們又增加了一個裝置，你認(rèn)為他們增加的裝置是　　（選填D或E），其目的是　　．同時小組同學(xué)經(jīng)過討論后認(rèn)為乙同學(xué)的設(shè)計(jì)存在明顯的缺陷，你認(rèn)為此缺陷是　　．

實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）檢查裝置氣密性；（2）打開止水夾，緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣；（3）關(guān)閉止水夾，打開分液漏斗活塞；（4）再次打開止水夾，緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間空氣；（5）過濾出沉淀，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗蠓Q量其質(zhì)量．

實(shí)驗(yàn)過程中，C裝置應(yīng)該在實(shí)驗(yàn)步驟　　后（填序號）與B裝置連接，否則實(shí)驗(yàn)結(jié)果　 （填偏大、偏小或無影響）．

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：同學(xué)們分四組準(zhǔn)確稱取四份樣品，每份均為16.00g，按照實(shí)驗(yàn)步驟分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了如下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：

組別	第一組	第二組	第三組	第四組
沉淀質(zhì)量（g）	7.86	7.88	7.90	9.86

（1）同學(xué)們經(jīng)過討論后認(rèn)為第四組同學(xué)的數(shù)據(jù)不正確．造成數(shù)據(jù)偏差較大的原因可能是　　：

A．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后通入空氣速度太快，裝置中的二氧化碳沒有完全吸收

B．沉淀過濾后沒有洗滌              

C．沉淀沒有干燥直接稱量

D．稱量沉淀質(zhì)量時，砝碼與藥品位置放反了

（2）根據(jù)另外三組同學(xué)的BaCO₃平均質(zhì)量，計(jì)算出了收集到的二氧化碳質(zhì)量為　　g．

（3）計(jì)算該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)？（寫出計(jì)算過程）

實(shí)驗(yàn)反思：實(shí)驗(yàn)后，有同學(xué)提出用氫氧化鈣溶液替代氫氧化鋇溶液可以直接得到碳酸鈣沉淀，稱量其質(zhì)量后即可算出質(zhì)量分?jǐn)?shù)．大家討論后認(rèn)為用氫氧化鋇溶液比氫氧化鈣更好，請說出他們的理由　．　（答出一點(diǎn)即可）．

Answer 1

分析：

方案設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�道，為了使�?shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，在C裝置后加一個吸收二氧化碳的裝置，可以據(jù)此解答．而乙同學(xué)的裝置中沒有干燥和除雜裝置，而使裝置中揮發(fā)出的氯化氫氣體等進(jìn)入而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，可以據(jù)此解答該題． 實(shí)驗(yàn)步驟：為了防止錐形瓶中空氣中含有的二氧化碳進(jìn)入C裝置而被吸收，所以應(yīng)該在步驟（2）后再連接C裝置，可以據(jù)此解答該題． 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）A、若通入氣體速度過快則會使反應(yīng)不完全而使稱得的質(zhì)量減少； B、沉淀過濾后沒有洗滌，會使沉淀質(zhì)量增加； C、沉淀沒有干燥直接稱量，可以使稱得的質(zhì)量增加； D、由于1g以下用游碼，所以造成的誤差一般不會超過1g，可以據(jù)此判斷． （2）根據(jù)氫氧化鋇溶液和二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)合碳酸鋇的質(zhì)量可以求算出二氧化碳的質(zhì)量； （3）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式結(jié)合二氧化碳的質(zhì)量可以求算出碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)而求出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)． 實(shí)驗(yàn)反思：在吸收二氧化碳時，堿溶液的濃度越大越利于吸收，可以據(jù)此解答該題．

解答：

解：方案設(shè)計(jì)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�道，為了使�?shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，在甲同學(xué)的方案中應(yīng)該在C裝置后加一個吸收二氧化碳的裝置，所以應(yīng)該選擇E裝置．而乙同學(xué)的裝置中沒有干燥和除雜裝置，而使裝置中揮發(fā)出的氯化氫氣體等進(jìn)入而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確，可以據(jù)此解答該題． 實(shí)驗(yàn)步驟：為了防止錐形瓶中空氣中含有的二氧化碳進(jìn)入C裝置而被吸收，所以應(yīng)該在步驟（2）后再連接C裝置． 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）A、若通入氣體速度過快則會使反應(yīng)不完全而使稱得的質(zhì)量減少，故A不對； B、沉淀過濾后沒有洗滌，會使沉淀質(zhì)量增加，故B正確； C、沉淀沒有干燥直接稱量，可以使稱得的質(zhì)量增加，故C正確；D、由于1g以下用游碼，所以造成的誤差一般不會超過1g，故D不對． 故選BC． （2）設(shè)二氧化碳的質(zhì)量為x Ba（OH）2+CO2═BaCO3↓+H2O            44      197            x       7.88g 解得：x=1.76g （3）設(shè)碳酸鈣的質(zhì)量為y CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑ 100                   44 y                    1.76g 解得：y=4g 所以碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=25% 答：該樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%． 實(shí)驗(yàn)反思：在吸收二氧化碳時，堿溶液的濃度越大越利于吸收，氫氧化鋇的溶解性比氫氧化鈣的溶解性好，所以更容易吸收二氧化碳，所以用氫氧化鋇溶液比氫氧化鈣溶液更好． 故答案為： 方案設(shè)計(jì)：E；防止空氣中的二氧化碳進(jìn)入C裝置影響實(shí)驗(yàn)測定；揮發(fā)的氯化氫氣體等也進(jìn)入了C 裝置． 實(shí)驗(yàn)步驟：2；偏大． 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：（1）BC；（2）1.76． （3）25%． 實(shí)驗(yàn)反思：氫氧化鋇的溶解性大于氫氧化鈣，更容易完全吸收二氧化碳．