Question

11．為了測(cè)定樣品CaSO₄•xH₂O和CaCO₃混合物的組成，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．
（2）C裝置的作用是應(yīng)用了濃硫酸具有吸水性的性質(zhì)．
（3）已知CaSO₄•xH₂O失去全部結(jié)晶水的溫度為160℃，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)，并采集了如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：
a．樣品的質(zhì)量為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
若實(shí)驗(yàn)測(cè)得m₁=22.20g，m₃=3.60g，m₄=2.20g．
求：①樣品中CaCO₃的質(zhì)量；②x的值．2
（4）裝置E的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，若缺少E裝置，測(cè)得CaCO₃的質(zhì)量偏大（選填“偏大”、“偏小”、“不變”，下同），x的值會(huì)偏大．
（5）你認(rèn)為還可選用下列C（選填序號(hào)）數(shù)據(jù)組合也可求出x的值．
A．a(chǎn)b          B．a(chǎn)bd          C．bcd
（6）CaSO₄當(dāng)溫度達(dá)到1350℃時(shí)分解會(huì)產(chǎn)生一種固體氧化物與兩種氣體，其中一種氣體能使高錳酸鉀溶液褪色，其分解的化學(xué)方程式為2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)多個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要檢查裝置的氣密性，堿石灰的性質(zhì)判斷，它能吸收水和二氧化碳進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)濃硫酸有吸水性進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)濃硫酸有吸水性，濃硫酸增加的質(zhì)量就是硫酸鈣晶體中結(jié)晶水的質(zhì)量，堿石灰增加的質(zhì)量就是碳酸鈣分解生成的二氧化碳的質(zhì)量，然后依據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算；
（4）根據(jù)E裝置的作用判斷；
（5）根據(jù)樣品減少的質(zhì)量是二氧化碳和結(jié)晶水的質(zhì)量進(jìn)行分析；
（6）根據(jù)CaSO₄當(dāng)溫度達(dá)到1350℃時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生一種固體氧化物與兩種氣體，其中一種氣體能使高錳酸鉀溶液褪色，所以生成了二氧化硫、氧化鈣，硫酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣、二氧化硫和氧氣進(jìn)行分析．

解答 解：（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）C裝置的作用是應(yīng)用了濃硫酸具有吸水性的性質(zhì)；
（3）設(shè)參加樣品中碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100           44
x             2.2g
 $\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
  x=5g
CaSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+xH₂O
146+18x             18x
22.2g-5g             3.6g
  $\frac{146+18x}{22.2g-5g}$=$\frac{18x}{3.6g}$
   x=2
（4）裝置E是為了防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，若缺少E裝置，測(cè)得CaCO₃的質(zhì)量偏大，x的值會(huì)偏大；
（5）通過(guò)分析可知，還可選用下列C數(shù)據(jù)組合也可求出x的值；
（6）CaSO₄當(dāng)溫度達(dá)到1350℃時(shí)會(huì)分解產(chǎn)生一種固體氧化物與兩種氣體，其中一種氣體能使高錳酸鉀溶液褪色，所以生成了二氧化硫、氧化鈣，硫酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣、二氧化硫和氧氣，化學(xué)方程式為：2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
故答案為：（1）檢查裝置的氣密性，除去空氣中的CO₂和H₂O；
（2）吸水性；
（3）x=5g，2；
（4）防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置D，偏大，偏大；
（5）C；
（6）2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．

點(diǎn)評(píng) 本題全面考查了學(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．