Question

某實驗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，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加______，觀察現(xiàn)象即可判斷．
a．AgNO₃溶液　　 b．過量的BaCl₂溶液　　c．過量的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）為了測定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質(zhì)量比x：y，實驗小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗．

①實驗前首先要______，再裝入樣品．裝置A的作用是______．
②已知CaSO₄?2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃時CaSO₄開始分解；CaCO₃在900℃時分解完全．現(xiàn)控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數(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實驗后增重m₃g　　　　　　　 d．裝置D實驗后增重m₄g
某同學(xué)選用b、d或c、d數(shù)據(jù)組合求出x：y的值，若無裝置E，則實驗測定結(jié)果將______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．你認(rèn)為還可選用上述的______（選填序號）兩個數(shù)據(jù)組合也可求出x：y的值．
（7）CaSO₄?2H₂O受熱會逐步失去結(jié)晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體3.44g，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，測定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點固體的化學(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段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______．

Answer 1

解：（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中隨沒有不溶物，但常溫下K₂SO₄的溶解度小，在生成物中會以沉淀的形式出現(xiàn)，故反應(yīng)可以進行．（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；為檢驗此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入過量的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，如果沒有白色沉淀，說明洗滌干凈．（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）為了測定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質(zhì)量比x：y，①實驗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，防止它們影響實驗結(jié)果．②裝置E的作用是吸收空氣中的水和二氧化碳，如沒有裝置E，則實驗測定結(jié)果將偏�。�通過裝置C可確定生成水的質(zhì)量，故還可選用上述的bc兩個數(shù)據(jù)組合也可求出x：y的值．（7）CaSO₄?2H₂O受熱會逐步失去結(jié)晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，①G點處減少的質(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，說明生成了二氧化硫氣體，則H～I段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
故答案為：（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↑
分析：解答此類題目時要反復(fù)閱讀題意，明確題目的要求和前后的關(guān)聯(lián)，然后進行解答．（1）把反應(yīng)物研成粉末是為了加快反應(yīng)速率．
（2）如果生成物和反應(yīng)物中都有某種物質(zhì)，這種物質(zhì)一般可循環(huán)利用；
（3）從生成物的溶解度大小考慮反應(yīng)能否發(fā)生．
（4）結(jié)合實驗?zāi)康呐袛�，檢驗氯離子時要排除硫酸根的干擾；
（5）根據(jù)碳酸鈣和稀鹽酸的反應(yīng)書寫化學(xué)方程式；
（6）①多個裝置進行實驗時首先要檢查裝置的氣密性；根據(jù)堿石灰的性質(zhì)判斷，它能吸收水和二氧化碳．
②根據(jù)E裝置的作用判斷，
（7）①根據(jù)反應(yīng)物的反應(yīng)規(guī)律判斷G點的物質(zhì)；
②根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式．
點評：此題全面考查了學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用能力，難度比較大，解答時一定要注意知識的前后的聯(lián)系和綜合運用．