解题思路:操作Ⅰ得到沉淀A,则操作Ⅰ为过滤,沉淀A为不溶性物质,为碳酸钙、氢氧化铝和二氧化硅等;加入盐酸,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,二氧化硅不反应,故通过操作Ⅱ即过滤得到的沉淀C为二氧化硅等不溶性物质,气体D为二氧化碳,溶液B中钙离子和铝离子,溶液B中加入过量氢氧化钠,铝离子生成偏铝酸钠,沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水,二氧化碳和过量澄清石灰水生成碳酸钙沉淀,据此分析;
(1)根据过滤操作分析所用仪器;
(2)溶液B中含钙离子和铝离子,溶液B中加入过量氢氧化钠,铝离子生成偏铝酸钠;沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水;
(3)通过操作Ⅲ证明沉淀A含氢氧化铝,通过操作Ⅳ证明沉淀A含二氧化硅;
(4)该实验方案是测定丙中生成的BaCO3沉淀质量,确定生成的二氧化碳的质量,进而以确定碳酸钙的质量分数.
①实验装置中会残留部分二氧化碳,影响丙中二氧化碳质量的沉淀,需要通入空气将装置内的二氧化碳完全排入丙中被吸收;
②氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡和水;
③根据碳酸钡的质量计算反应生成二氧化碳的物质的量,由碳元素守恒可知牙膏中n(CO2)=n(CaCO3),进而计算碳酸钙质量,根据质量分数定义计算;
④乙中的水蒸气、HCl气体会进入装置丙中使得CO2称量结果偏大.
操作Ⅰ得到沉淀A,则操作Ⅰ为过滤,沉淀A为不溶性物质,为碳酸钙、氢氧化铝和二氧化硅等;加入盐酸,碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,氢氧化铝和盐酸反应生成氯化铝和水,二氧化硅不反应,故通过操作Ⅱ即过滤得到的沉淀C为二氧化硅等不溶性物质,气体D为二氧化碳,溶液B中钙离子和铝离子,溶液B中加入过量氢氧化钠,铝离子生成偏铝酸钠,沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水,二氧化碳和过量澄清石灰水生成碳酸钙沉淀,据此分析;
(1)过滤操作所用仪器为:烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台等;故答案为:玻璃棒;漏斗;
(2)溶液B中含钙离子和铝离子,溶液B中加入过量氢氧化钠,铝离子生成偏铝酸钠,反应的离子方程式为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,钙离子和氢氧化钠生成氢氧化钙沉淀,反应的离子方程式为:Ca2++2OH-=Ca(OH)2↓;沉淀C和过量氢氧化钠反应生成偏硅酸钠和水,反应的离子方程式为:SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
故答案为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,Ca2++2OH-=Ca(OH)2↓;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)溶液B中含钙离子和铝离子,溶液B中加入过量氢氧化钠,先生成沉淀,后部分溶解,说明含铝离子,铝离子生成偏铝酸钠,反应的离子方程式为:Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,钙离子和氢氧化钠生成氢氧化钙沉淀,反应的离子方程式为:Ca2++2OH-=Ca(OH)2↓说明沉淀沉淀A中含氢氧化铝;二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,沉淀C能和氢氧化钠反应,故沉淀C为二氧化硅;故答案为:Al(OH)3、SiO2;
(4)该实验方案是测定丙中生成的BaCO3沉淀质量,确定生成的二氧化碳的质量,进而以确定碳酸钙的质量分数.
①实验装置中会残留部分二氧化碳,影响丙中二氧化碳质量的沉淀,需要通入空气将装置内的二氧化碳完全排入丙中被吸收,步骤④通入空气的作用是把生成的CO2气体全部排入丙中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收,
故答案为:把生成的CO2气体全部排入丙中,使之完全被Ba(OH)2溶液吸收;
②氢氧化钡和二氧化碳反应生成碳酸钡和水,反应方程式为:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O,故答案为:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O;
③BaCO3的质量为1.97g,其物质的量为[1.97g/197g/mol]=0.01mol,生成二氧化碳的物质的量为0.01mol,由碳元素守恒可知牙膏中n(CO2)=n(CaCO3)=0.01mol,碳酸钙质量为0.01mol×100g/mol=1g,牙膏中碳酸钙的质量分数为[1g/4.00g]×100%=25%,故答案为:25%;
④乙中的水蒸气、HCl气体会进入装置丙中使得CO2称量结果偏大,故测定装置丙在吸收CO2前后质量差,不可行,
故答案为:不可行;这样测得的结果会偏大,因为乙中的水蒸气、HCl气体会进入装置丙中使得CO2称量结果偏大.
点评:
本题考点: 探究物质的组成或测量物质的含量.
考点点评: 本题考查学生对实验原理及装置理解、对操作的评价、物质含量的测定、化学计算等,难度中等,根据物质的化学性质,要认真分析,把握实验设计的每个步骤中的实验目的.