Question

【題目】某實驗小組利用廢硫酸液制備K2SO4并研究CaSO42H2O加熱分解的產物．

（一）K2SO4的制備

（1）將CaCO3研成粉末的目的是 ．

（2）上述流程中可循環使用的物質有CO2和 （填寫化學式）．

（3）反應Ⅲ中相關物質的溶解度如下表．你認為反應Ⅲ在常溫下能實現的原因是 ．

物質	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CaSO42H2O加熱分解的產物．

（5）分離所得的CaSO42H2O含有CaCO3，可用鹽酸除去，該的化學反應方程式 ．

（6）為了測定CaSO42H2O和CaCO3的質量比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CaSO42H2O在160℃生成CaSO4，1350℃時CaSO4開始分解；CaCO3在900℃時分解完全．現控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數據：

a．反應前玻璃管與樣品的質量m1g

b．反應后玻璃管中固體的質量為m2g

c．裝置C實驗后增重m3g

d．裝置D實驗后增重m4g

某同學選用b、d或c、d數據組合求出x：y的值，若無裝置E，則實驗測定結果將 （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．你認為還可選用上述的 （選填序號）兩個數據組合也可求出x：y的值．

（7）CaSO42H2O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO42H2O固體3.44g，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，測定固體質量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點固體的化學式是 ．

②將T2～1400℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，則H～I段發生反應的化學方程式為 ．

Answer 1

【答案】（1）加快反應速率（或使反應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的溶解度小．

（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）①CaSO4H2O ②2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑

【解析】

試題分析：（1）將CaCO3研成粉末，可以增大反應物的接觸面積，其目的是加快反應速率．（2）觀察上述流程，發現二氧化碳和碳酸鈣既是反應物也是生成物，故可循環使用的物質有CO2和CaCO3．（3）根據復分解反應發生的條件，反應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，故反應可以進行．（4）不用水而用飽和K2SO4溶液洗滌反應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，硫酸鈣和稀鹽酸不反應，故分離所得的CaSO42H2O含有CaCO3，可用鹽酸除去，該的化學反應方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O．（6）為了測定CaSO42H2O和CaCO3的質量比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，則實驗測定結果將偏小．通過裝置C可確定生成水的質量，故還可選用上述的bc兩個數據組合也可求出x：y的值．（7）CaSO42H2O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO42H2O固體，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，①G點處減少的質量是失去了部分結晶水后的質量，故此時固體的化學式是CaSO4H2O．②將T2～1400℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，說明生成了二氧化硫氣體，則H～I段發生反應的化學方程式為 2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑．