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

一、K2SO4的制備

(1)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CaCO3 填寫化學(xué)式).

(3)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了 ;(選填序號)

a.除去K2SO4晶體表面附著的NH4+、Cl-等雜質(zhì)離子

b.減少水洗滌時K2SO4 晶體因溶解而造成的損失

(4)為檢驗(3)中K2SO4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

寫出這個過程涉及到的兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式: ;

二、研究CaSO42H2O加熱分解的產(chǎn)物

(5)分離所得的CaSO42H2O含有CaCO3,可用鹽酸除去

(6)為了測定CaSO42H2OCaCO3的質(zhì)量比x:y,實驗小組利用下圖所示的裝置(夾持儀器省略)進行實驗.

①實驗前首先要 ,再裝入樣品.

②裝置A的作用是 ;裝置E的作用是

③已知CaSO42H2O160℃生成CaSO4,1350℃CaSO4開始分解;CaCO3900℃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.裝置C實驗后增重m1 g b.裝置D實驗后增重m2 g

同學(xué)利用采集的數(shù)據(jù)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”).

(7)CaSO42H2O受熱會逐步失去結(jié)晶水純凈CaSO42H2O固體3.44g,放在(5)的實驗裝置B中進行加熱,測定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖所示.

①H點固體的化學(xué)式是

②將T3~T4℃溫度段加熱固體所產(chǎn)生的氣體通過酸性KMnO4溶液時,發(fā)現(xiàn)溶液褪色,則I~J段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

【答案】(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)CO2(3)a b(4)c;a

Ba(NO3)2 + K2SO4 = BaSO4↓+ 2KNO3;AgNO3 + NH4Cl=AgCl↓+ NH4NO3

(6)檢查裝置的氣密性

②除去空氣中的CO2和H2O;防止空氣中的CO2和H2O進入D③偏小

(7)①2CaSO4H2O(或CaSO4 H2O)

2CaSO 2CaO+2SO2↑+O2

【解析】

試題分析:(1)由于碳酸鈣與稀硫酸反應(yīng)生成的硫酸鈣微溶于水,為了加快反應(yīng)速率,故要把碳酸鈣研成粉末;

(2)由反應(yīng)的流程圖可知碳酸鈉和二氧化碳可循環(huán)使用;

(3)若用水洗滌,那么硫酸鉀會溶解在水中;另外也可除去氯化銨;故選ab;

(4)要檢驗K2SO4晶體是否洗滌干凈,即檢驗洗滌液是否含有氯離子,由于溶液中含有硫酸根離子,故要先加入硝酸鋇將硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫酸鋇除去,在取上層清液滴加硝酸銀,若沒有白色沉淀生成,則證明已經(jīng)洗滌干凈;

(6)為了測定CaSO42H2O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)果將偏小。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)CaSO42H2O受熱會逐步失去結(jié)晶水.取純凈CaSO42H2O固體,放在(5)的實驗裝置B中進行加熱,①H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CaSO4H2O.②將T3~T4℃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I~J段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑。

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(1)寫出圖中帶有標(biāo)號儀器的名稱: b 。

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(3)SO2通常是一種無色有刺激性氣味的有毒氣體,密度比空氣大,易溶于水。實驗室可用下圖裝置收集一瓶干燥的SO2,裝置的導(dǎo)管按氣流方向連接的順序是 →e(填字母),裝置中的X是 。

(4)實驗室用塊狀石灰石和適量稀鹽酸反應(yīng)至氣泡逸出不明顯后,測得其殘留液pH等于2,此時取適量反應(yīng)后溶液,逐滴滴入碳酸鈉溶液,并用pH數(shù)字探測儀連續(xù)監(jiān)測,得曲線如下(pH為縱坐標(biāo),時間為橫坐標(biāo))。

①BC“平臺”段的化學(xué)方程式是 。

②CD段上升的原因是 。

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