Question

Ⅰ．純堿、燒堿等是重要的化工原料．
（1）利用圖甲所示裝置可間接證明二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應．將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，此時的實驗現象是

 

，若其他操作不變，將A與C連接，可觀察到的現象是

 

．
（2）向NaOH溶液中通入一定量CO₂，結晶后得到白色固體，該白色固體的組成可能是：
A．NaOH和Na₂CO₃；B．

 

；C．

 

；D．

 

．
（3）設計實驗確定（2）中白色固體中存在A項中的陰離子：

實驗操作	實驗現象	結論
①取少量白色固體于試管中，加足量水溶解，再加足量BaCl2溶液
②

Ⅱ．化學興趣小組對某品牌牙膏中的摩擦劑成分及其含量進行以下探究：
查得資料：該牙膏摩擦劑由碳酸鈣，氫氧化鋁組成；牙膏中其他成分遇到鹽酸時無氣體產生．牙膏樣品中碳酸鈣的定量測定：利用圖乙所示裝置（圖中夾持儀器略去）進行實驗，充分反應后，測定C中生成的BaCO₃沉淀質量，以確定碳酸鈣的質量分數．

依據實驗過程回答下列問題：
（1）實驗過程中需持續(xù)緩緩通入空氣．其作用除了可攪拌B，C中的反應物外，還有：

 

．
（2）C中反應生成BaCO₃的離子方程式是

 

．
（3）下列各項措施中，不能提高測定準確度的是

 

．
A．在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體
B．滴加鹽酸不宜過快
C．在A～B之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置
D．在B～C之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置
（4）實驗中準確稱取8.00g樣品三份，進行三次測定，測得BaCO₃平均質量為3.94g．則樣品中碳酸鈣的質量分數為

 

．
（5）有人認為不必測定C中生成的BaCO₃質量，只要測定裝置C在吸收CO₂前后的質量差，一樣可以確定碳酸鈣的質量分數．實驗證明按此方法測定的結果明顯偏高，原因是

 

．
（6）裝置中U形管D中的堿石灰的作用是

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,性質實驗方案的設計

專題：實驗設計題

分析：Ⅰ、（1）CO₂與NaOH反應生成Na₂CO₃，燒瓶內壓強減小分析判斷出現的現象；
（2）二氧化碳與氫氧化鈉可以發(fā)生反應2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-，根據反應物的量，最后的固體可能為NaOH和Na₂CO₃、Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₂CO₃和NaHCO₃；
（3）根據鈉元素守恒的思想：氫氧化鈉中的鈉元素全部轉化為碳酸鈉，確定碳酸鈉應有的質量，根據題中所給試劑，要首先利用中性溶液BaCl₂檢驗出碳酸鈉，并將碳酸根離子全部沉淀，再通過檢驗溶于的pH來確定是否含有NaOH；
Ⅱ、（1）實驗通過C裝置生成的碳酸鋇的質量測定二氧化碳的質量，進而計算牙膏中碳酸鈣的質量分數．裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏��；
（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水；
（3）A、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定；
B、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂不能完全被吸收，排出裝置C；
C、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂；
D、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，而不影響CO₂；
（4）BaCO₃質量為3.94g n（BaCO₃）=0.0200mol，則n（CaCO₃）=0.0200mol，質量為2.00g；
（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中；
（6）裝置中U形管D中的堿石灰的作用防止空氣中水蒸氣、二氧化碳進入C影響測定結果．

解答： 解：（1）將A與B連接，打開止水夾，將膠頭滴管中的液體擠入燒瓶，二氧化碳與燒堿溶液發(fā)生了反應，引起壓強減小，導致水沿導管由廣口瓶進入燒瓶，若其它操作不變，若將A與C連接，外界氣體進入進入集氣瓶，可觀察到的現象是廣口瓶中的長導管口有氣泡產生，
故答案為：水沿導管由廣口瓶進入燒瓶（或：水倒吸進入燒瓶）；廣口瓶中的長導管口有氣泡產生；
（2）二氧化碳與氫氧化鈉可以發(fā)生反應2OH^-+CO₂=CO₃^2-+H₂O、OH^-+CO₂=HCO₃^-，根據反應物的量，最后的固體可能為NaOH和Na₂CO₃或Na₂CO₃或NaHCO₃或Na₂CO₃ 和NaHCO₃．
故答案為：Na₂CO₃；NaHCO₃；Na₂CO₃和NaHCO₃．
（3）可以用氯化鋇（或氯化鈣）溶液檢驗碳酸鈉的存在，用無色酚酞檢驗氫氧化鈉的存在，即

實驗操作	實驗現象	結論
①	產生白色沉淀	有CO32-
②過濾，取少量濾液于試管中，滴加酚酞	濾液變紅	有OH-

故答案為：

實驗操作	實驗現象	結論
①	產生白色沉淀	有CO32-
②過濾，取少量濾液于試管中，滴加酚酞	濾液變紅	有OH-

Ⅱ、（1）裝置中殘留部分二氧化碳，不能被完全吸收，導致測定的碳酸鋇的質量偏小，持續(xù)緩緩通入空氣的作用為：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；
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；
（2）二氧化碳與氫氧化鋇反應生成碳酸鋇與水，反應的離子方程式為Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O，故答案為：Ba²⁺+2OH^-+CO₂=BaCO₃↓+H₂O；
（3）A、在加入鹽酸之前，應排凈裝置內的CO₂氣體，防止影響碳酸鋇質量的測定，可以提高測定準確度，故A不符合；
B、滴加鹽酸過快CO₂，CO₂來不及被吸收，就排出裝置C，滴加鹽酸不宜過快，使二氧化碳吸收完全，可以提高測定準確度，故B不符合；
C、在AB之間增添盛有濃硫酸的洗氣裝置，吸收水分，不影響CO₂，不能提高提高測定準確度，故C符合；
D、在BC之間增添盛有飽和碳酸氫鈉溶液的洗氣裝置Ba（OH）₂，可以吸收CO₂中的HCl，影響CO₂，不能提高測定準確度，故D符合；
故選：CD；
（4）BaCO₃質量為3.94g，則n（BaCO₃）=

3.94g

197g/mol

=0.02mol，則n（CaCO₃）=0.02mol，質量為0.02mol×100g/mol=2g，所以樣品中碳酸鈣的質量分數為

2g

8g

×100%=25%，故答案為：25%；
（5）B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中，導致測定二氧化碳的質量偏大，測定的碳酸鈣的質量偏大，碳酸鈣的質量分數偏高，
故答案為：B中的水蒸氣、氯化氫氣體等進入裝置C中；
（6）裝置中U形管D中的堿石灰的作用防止空氣中水蒸氣、二氧化碳進入C影響測定結果，故答案為：防止空氣中的水蒸氣、CO₂進入C．

點評：本題考查較為綜合，以物質的制備實驗為載體，綜合考查實驗的設計、物質的分離、提純等知識，對實驗原理與操作步驟的理解及評價、常用化學用語、化學計算、物質組成的測定等，注意根據物質的性質設計實驗方案，需要學生具有扎實的基礎知識與分析問題、解決問題的能力，理解實驗原理是解答的關鍵，題目難度中等．