Question

牙膏是由摩擦劑和一些可溶于水的物質(zhì)組成．常用的摩擦劑主要有：CaCO₃、Al（OH）₃、SiO₂?nH₂O、Ca₃（PO₄）₂．資料顯示：Ca₃（PO₄）₂高溫不分解；Ca₃（PO₄）₂和CaHPO₄不溶于水；Ca（H₂PO₄）₂溶于水；Ca₃（PO₄）₂+4H⁺=3Ca²⁺+2H₂PO₄^-．
（1）為測定某牙膏的酸堿性和摩擦劑的主要成分，甲同學(xué)設(shè)計(jì)并完成以下實(shí)驗(yàn)：
①取一小段牙膏與一定量蒸餾水充分?jǐn)嚢韬筮^濾，用pH試紙測定濾液酸堿性的方法是______（填相應(yīng)操作），讀出其pH接近8；
②若向①所得不溶物中加入適量稀鹽酸，得到澄清溶液，有氣體產(chǎn)生，則產(chǎn)生氣體的離子方程式是______；若向①所得不溶物中加入NaOH溶液，經(jīng)測定，不溶物的質(zhì)量不發(fā)生變化；
③取②中加稀鹽酸后所得溶液，加入過量NaOH溶液，觀察到最終有沉淀生成，生成該沉淀的離子方程式是______；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，摩擦劑中一定含有的物質(zhì)是______．
（2）乙同學(xué)用如下裝置（已檢驗(yàn)氣密性，夾持裝置略）通過測CO₂的質(zhì)量來計(jì)算牙膏不溶物中CaCO₃的含量．

①滴加稀鹽酸之前的部分操作：…打開彈簧夾，通入N₂一段時間；再將盛有堿石灰的干燥管連接在整套裝置上…．按此順序進(jìn)行操作的原因是______；
②用上述裝置重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，所測樣品中CaCO₃的含量均偏高，若實(shí)驗(yàn)過程中的操作沒有失誤，分析可能的原因是______或______；
③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不用其他任何試劑（儀器可任選），僅用牙膏不溶物樣品測定摩擦劑中CaCO₃含量的方法是______（不必填具體操作）．

Answer 1

解：（1）①用pH試紙測定濾液酸堿性的方法是用干燥玻璃棒蘸取待測液滴在PH試紙的中間，依據(jù)變色和比色卡對比得到溶液pH，
故答案為：用干燥潔凈的玻璃棒蘸濾液，滴在pH試紙上，經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較后；
②若向①所得不溶物中加入適量稀鹽酸，得到澄清溶液，有氣體產(chǎn)生，依據(jù)摩擦劑成分可知是碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w，則產(chǎn)生氣體的離子方程式是CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+CO₂↑+H₂O；
③�、谥屑酉←}酸后所得溶液，加入過量NaOH溶液，觀察到最終有沉淀生成，則是磷酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成磷酸二氫鈣與堿反應(yīng)生成磷酸鈣沉淀，反應(yīng)生成該沉淀的離子方程式是2H₂PO₄^-+3Ca²⁺+4OH^-=Ca₃（PO₄）₂+4H₂O，依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和物質(zhì)變化分析判斷，牙膏中一定含CaCO₃、Ca₃（PO₄）₂；
故答案為：2H₂PO₄^-+3Ca²⁺+4OH^-=Ca₃（PO₄）₂+4H₂O；CaCO₃、Ca₃（PO₄）₂；
（2）①滴加稀鹽酸之前的部分操作：…打開彈簧夾，通入N₂一段時間；再將盛有堿石灰的干燥管連接在整套裝置上的目的是避免空氣中的二氧化碳被堿石灰吸收，使測定結(jié)果偏高；
故答案為：避免堿石灰吸收裝置中原有空氣中的CO₂；
②用上述裝置重復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)，所測樣品中CaCO₃的含量均偏高，若實(shí)驗(yàn)過程中的操作沒有失誤，則產(chǎn)生誤差的原因是最后的干燥管會吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，生成二氧化碳的青提子含有氯化氫氣體，通過飽和碳酸氫鈉溶液時會多生成二氧化碳?xì)怏w；
故答案為：干燥管中的堿石灰吸收空氣中的CO₂或H₂O；NaHCO₃溶液除HCl時產(chǎn)生了CO₂；
③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)不用其他任何試劑（儀器可任選），僅用牙膏不溶物樣品測定摩擦劑中CaCO₃含量的方法是可以利用碳酸鈣受熱分解，依據(jù)分解前后的質(zhì)量變化計(jì)算得到；
故答案為：稱量不溶物樣品在高溫下完全分解前后的質(zhì)量．
分析：（1）①依據(jù)pH試紙的使用方法簡答過程和操作；
②依據(jù)摩擦劑成分分析，和鹽酸反應(yīng)生成氣體的物質(zhì)是碳酸鈣；
③�、谥屑酉←}酸后所得溶液，加入過量NaOH溶液，觀察到最終有沉淀生成是Ca（H₂PO₄）₂和氫氧化鈉反應(yīng)生成磷酸鈣沉淀；
（2）①堿石灰會吸收空氣中水蒸氣和二氧化碳使測量結(jié)果產(chǎn)生誤差；
②偏高說明測定的二氧化碳質(zhì)量增大，可能是干燥管吸收了空氣中的二氧化碳，或氣體通過飽和碳酸氫鈉溶液中會生成二氧化碳?xì)怏w；
③利用高溫下碳酸鈣分解，可以稱量分解前后的質(zhì)量計(jì)算．
點(diǎn)評：本題考查了物質(zhì)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和物質(zhì)組成的實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和應(yīng)用，題目難度中等．