问题 实验题

牙膏是生活中常见的物质,其配料成分有摩擦剂、增稠剂、发泡剂等,其中摩擦剂的类型有很多,如CaCO3、Al(OH)3、SiO2或这些物质的混合物。我校兴趣小组想研究牙膏摩擦剂的成分。

【提出问题1】某品牌牙膏中是否含有CaCO3

【查阅资料】 二氧化硅不与稀盐酸反应

【实验方案】

① 取少量牙膏于试管中,加入过量稀盐酸,出现气泡,将气体通入澄清石灰水中,石灰水变浑浊,证明摩擦剂中含有     离子;

② 取实验①中的溶液,加入草酸铵【(NH4)2C2O4】溶液,生成白色沉淀——草酸钙,请写出该反应的化学方程式            

【提出问题2】该牙膏中CaCO3的含量是多少?

【实验装置】

【实验步骤】

⑴按上图连接好装置后,发现一处明显的错误,改正为      

⑵重新连接好装置,并      

⑶在B装置中加入牙膏样品8.00g;

      K1        K2(填“打开”或“关闭”),向牙膏样品中滴入10%的盐酸,至      ,停止滴加盐酸;

         ,至C中不再产生沉淀;

⑹将C装置中的固液混合物过滤、       、烘干后称量其质量;

⑺重复实验。

(已知此品牌牙膏中的摩擦剂为碳酸钙,且其他成分不和盐酸反应,装置内试剂均足量。)

【实验数据】重复实验,3次数据记录如下:

实验次数实验1实验2实验3
C装置中沉淀质量(g)3.933.943.95
【实验分析及数据处理】

⑴上述数据能否由托盘天平测得?      

⑵若没有A装置,则测定结果将      。(填“偏大”、“偏小”或“不变”)

⑶D装置的作用是            

⑷据上表数据,计算该牙膏样品中CaCO3的含量是多少?

写出计算过程                               。(4分)

【实验反思】

⑴重复实验,取平均值的意义在于    

⑵下列各项措施中,能提高测定准确度的是    (填序号)。

a.在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶

b.在装置B、C之间增加盛有饱和碳酸氢钠的洗气瓶

c.缓缓滴加稀盐酸

答案

【实验方案】  ① CO32-;      ② (NH4)2C2O4+CaCl2=2NH4Cl+CaC2O4

【实验步骤】⑴C中导管应“长进短出”; 

⑵检查装置的气密性;

⑷关闭 打开 至B中不再产生气泡;

⑸关闭K2,打开K1,缓缓通入空气, 

⑹洗涤

【实验分析及数据处理】⑴不能。  ⑵偏大。    ⑶防止空气中的二氧化碳干扰实验测定

⑷25%

【实验反思】⑴减小偶然误差(合理即可)     ⑵C

题目分析:【实验方案】①含碳酸根离子的物质能和酸反应生成二氧化碳气体,而二氧化碳气体能使澄清石灰水变浑浊,由此可推断,摩擦剂中含有碳酸根离子。

②根据题意可知,实验①的溶液中含有生成的氯化钙溶液,再加入(NH4)2C2O4溶液,二者反应生成白色草酸钙沉淀,结合复分解交换成分的原则可知,另一生成物应为氯化铵,故反应的化学方程式为(NH4)2C2O4+CaCl2=2NH4Cl+CaC2O4↓。

【实验步骤】

⑴由于装置C是用来吸收反应生成的二氧化碳气体的,故C中的导管应“长进短出”,这样有利于二氧化碳与氢氧化钡溶液的充分反应。

⑵由于该实验中需要准确测定生成气体的质量,故要保证装置的气密性良好,所以反应前要检查装置的气密性。

⑷根据图示可知,只有打开K2,才能让盐酸进入装置B,并与其中的碳酸钙反应;由于反应生成的二氧化碳气体能与装置A中的氢氧化钠溶液反应,故需关闭K1;当装置B中不再产生气泡时,说明碳酸钙已完全反应,可停止滴加盐酸。

⑸为了使B中生成的二氧化碳气体能全部进入C,并被氢氧化钡溶液吸收,故需关闭K2,打开K1,并缓缓通入空气,直至C中不再产生沉淀。

⑹根据基本实验操作分析,将C装置中的固液混合物过滤、洗涤、烘干后,称量其质量。

【实验分析及数据处理】

⑴根据表中的实验数据可知,物质质量不是由托盘天平称量获得的,因为托盘天平只能精确到0.1g。

⑵若缺少装置A,反应后持续缓缓通入空气,则实验结果会偏大,因为通入的空气中也含有二氧化碳,并全部进入C装置,则C中产生的沉淀的质量就偏大,由此计算测定出的结果将偏大。

⑶D装置中的碱石灰能防止空气中的二氧化碳进入C,避免干扰实验测定。

⑷根据题意,书写反应的化学方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,CO2+Ba(OH)2= BaCO3↓+ H2O,由此可得出CaCO3与BaCO3的质量比,并据此进行计算。

解,首先根据三次数据求得沉淀的平均值为3.94g

设样品中碳酸钙的质量为X,则

CaCO3  ~  BaCO3  

100       197

X        3.94g

100:197=X:3.94g

解得,X=2g

所以该牙膏样品中CaCO3的含量=×100%=25%

【实验反思】

⑴由于误差是不可避免的,但重复实验,取平均值的却可减小偶然误差;

⑵a.在装置A、B之间增加盛有浓硫酸的洗气瓶,可以吸收水蒸气,但是对结果没有影响;

b.在装置B、C之间增加盛有饱和碳酸氢钠的洗气瓶,则由B中挥发出来的氯化氢气体会与洗气装置中的NaHCO3反应,生成二氧化碳气体,使测定结果偏高;

c.缓缓滴加稀盐酸,由于控制了盐酸的滴加速度,使二氧化碳的生成速度减慢,则C装置吸收二氧化碳会更彻底,能够提高结果准确度。故选c32-检验方法,实验探究物质的组成成分以及含量,实验数据处理或者误差分析的探究,常见气体的检验与除杂方法,书写化学方程式

点评:对于验证型实验探究,要熟记物质的性质或变化规律,根据给出的实验设计方案,进行实验、分析和探究,并通过观察、记录和分析的实验现象,来验证该物质的性质或变化规律等。

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