Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用廢硫酸液制備K₂SO₄并研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產(chǎn)物．
（一）K₂SO₄的制備

（1）將CaCO₃研成粉末的目的是          ．
（2）上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO₂和        （填寫(xiě)化學(xué)式）．
（3）反應(yīng)Ⅲ中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下表．你認(rèn)為反應(yīng)Ⅲ在常溫下能實(shí)現(xiàn)的原因是                       ．

物質(zhì)	KCl	K2SO4	NH4Cl	M
溶解度/g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

 
（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應(yīng)Ⅲ所得晶體的目的是                 ；為檢驗(yàn)此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入         （選填序號(hào)，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加         ，觀(guān)察現(xiàn)象即可判斷．
a．AgNO₃溶液     b．過(guò)量的BaCl₂溶液    c．過(guò)量的Ba（NO₃）₂溶液
（二）研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產(chǎn)物．
（5）分離所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學(xué)反應(yīng)方程式                                                 ．
（6）為了測(cè)定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質(zhì)量比x：y，實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

①實(shí)驗(yàn)前首先要             ，再裝入樣品．裝置A的作用是                  ．
②已知CaSO₄?2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃時(shí)CaSO₄開(kāi)始分解；CaCO₃在900℃時(shí)分解完全．現(xiàn)控制B裝置溫度900℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并采集了如下數(shù)據(jù)：
a．反應(yīng)前玻璃管與樣品的質(zhì)量m₁g       b．反應(yīng)后玻璃管中固體的質(zhì)量為m₂g
c．裝置C實(shí)驗(yàn)后增重m₃g               d．裝置D實(shí)驗(yàn)后增重m₄g
某同學(xué)選用b、d或c、d數(shù)據(jù)組合求出x：y的值，若無(wú)裝置E，則實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果將    （填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．你認(rèn)為還可選用上述的       （選填序號(hào)）兩個(gè)數(shù)據(jù)組合也可求出x：y的值．
（7）CaSO₄?2H₂O受熱會(huì)逐步失去結(jié)晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體3.44g，放在（5）的實(shí)驗(yàn)裝置B中進(jìn)行加熱，測(cè)定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點(diǎn)固體的化學(xué)式是                     ．

②將T₂～1400℃溫度段加熱固體所產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，則H～I(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                               ．

Answer 1

（1）加快反應(yīng)速率（或使反應(yīng)更充分或提高原料的利用率等合理答案均給分）．
（2）CaCO₃
（3）常溫下K₂SO₄的溶解度�。�
（4）減少K₂SO₄的溶解．c    a
（5）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（6）①檢查裝置的氣密性．除去空氣中的CO₂和H₂O（意思相近均給分）．②偏小  b、c
（7）①CaSO₄?H₂O ②2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑

試題分析：（1）將CaCO₃研成粉末，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，其目的是加快反應(yīng)速率．（2）觀(guān)察上述流程，發(fā)現(xiàn)二氧化碳和碳酸鈣既是反應(yīng)物也是生成物，故可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO₂和CaCO₃．（3）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，反應(yīng)Ⅲ中隨沒(méi)有不溶物，但常溫下K₂SO₄的溶解度小，在生成物中會(huì)以沉淀的形式出現(xiàn)，故反應(yīng)可以進(jìn)行．（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應(yīng)Ⅲ所得晶體的目的是減少K₂SO₄的溶解；為檢驗(yàn)此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入過(guò)量的Ba（NO₃）₂溶液，振蕩、靜置，目的是除去硫酸根，再向上層清液中滴加AgNO₃溶液，如果沒(méi)有白色沉淀，說(shuō)明洗滌干凈．（5）碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)，硫酸鈣和稀鹽酸不反應(yīng)，故分離所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學(xué)反應(yīng)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．（6）為了測(cè)定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質(zhì)量比x：y，①實(shí)驗(yàn)前首先要檢查裝置的氣密性，再裝入樣品．裝置A的作用是除去空氣中的CO₂和H₂O，防止它們影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．②裝置E的作用是吸收空氣中的水和二氧化碳，如沒(méi)有裝置E，則實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果將偏小．通過(guò)裝置C可確定生成水的質(zhì)量，故還可選用上述的bc兩個(gè)數(shù)據(jù)組合也可求出x：y的值．（7）CaSO₄?2H₂O受熱會(huì)逐步失去結(jié)晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體，放在（5）的實(shí)驗(yàn)裝置B中進(jìn)行加熱，①G點(diǎn)處減少的質(zhì)量是失去了部分結(jié)晶水后的質(zhì)量，故此時(shí)固體的化學(xué)式是CaSO₄?H₂O．②將T2～1400℃溫度段加熱固體所產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，說(shuō)明生成了二氧化硫氣體，則H～I(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
點(diǎn)評(píng)：此題全面考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力，難度比較大，解答時(shí)一定要注意知識(shí)的前后的聯(lián)系和綜合運(yùn)用．