Question

14．資料顯示，在煤中加入適量石灰石粉可使煤（含S）燃料時產(chǎn)生的SO₂轉(zhuǎn)化成鈣鹽，從而減少SO₂排放，該方法被稱為鈣基固硫，某實驗小組利用下列實驗裝置和藥品對其可行性進行了模擬探究．
已知：SO₂與CO₂均為酸性氧化物，但SO₂有毒，能與品紅作用使其褪色
【實驗一】取S粉與CaCO₃粉末的混合物裝入A中，連續(xù)通入過量O₂，加熱至500℃左右，充分反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，B中紅色消失、C中出現(xiàn)大量白色渾濁．
（1）停止實驗的正確操作是停止加熱，繼續(xù)通入氧氣直至冷卻至室溫
（2）取反應(yīng)后D中溶液滴加過量鹽酸，無CO₂產(chǎn)生，C中上層清液呈強酸性，由此得知C中反應(yīng)的化學方程式是2BaCl₂+2H₂O+2SO₂+O₂═2BaSO₄↓+4HCl．
【實驗二】取S粉與CaCO₃粉末的混合物裝入A中，連續(xù)通入過量O₂，并迅速加熱升溫，控制在1000℃左右，充分反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，B中紅色消失，C中出現(xiàn)白色渾濁．
（3）取反應(yīng)后D中可能溶液滴加過量鹽酸，出現(xiàn)大量無色氣泡，反應(yīng)結(jié)束后，將A中余下固體溶入水中，取其上層清液，滴加BaCl₂溶液，立即有白色沉淀出現(xiàn)，由此得知實驗二過程中A中發(fā)生的反應(yīng)有三個：
①S+O₂$\stackrel{高溫}{→}$SO₂；②CaCO₃$\stackrel{高溫}{→}$CaO+CO₂↑；③2CaO+2SO₂+O₂$\stackrel{高溫}{→}$2CaSO₄．
【實驗三】取CaSO₄粉末裝入A中，連續(xù)通入過量O₂，加熱至1200℃左右，充分反應(yīng)，B中紅色消失．
（4）比較實驗一、二、三可知，如用該方法固硫，適宜的溫度條件是1000℃左右．

Answer 1

分析 【實驗一】
為了防止液體倒吸，停止實驗的正確操作是停止加熱，繼續(xù)通入氧氣直至冷卻至室溫；
氯化鋇和水、二氧化硫、氧氣反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇和鹽酸，鹽酸是強酸；
【實驗二】
高溫條件下，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和二氧化硫、氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣和氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇和氯化鈣；
【實驗三】
取CaSO₄粉末裝入A中，連續(xù)通入過量O₂，加熱至1200℃左右，充分反應(yīng)，B中紅色消失，說明硫酸鈣在該溫度下分解生成二氧化硫．

解答 解：【實驗一】
（1）為了防止液體倒吸炸裂玻璃儀器，停止實驗的正確操作是停止加熱，繼續(xù)通入氧氣直至冷卻至室溫．
故填：停止加熱，繼續(xù)通入氧氣直至冷卻至室溫．
（2）取反應(yīng)后D中溶液滴加過量鹽酸，無CO₂產(chǎn)生，說明碳酸鈣沒有分解，C中上層清液呈強酸性，由此得知C中，氯化鋇和水、二氧化硫、氧氣反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇和鹽酸，反應(yīng)的化學方程式是：2BaCl₂+2H₂O+2SO₂+O₂═2BaSO₄↓+4HCl．
故填：2BaCl₂+2H₂O+2SO₂+O₂═2BaSO₄↓+4HCl．
【實驗二】
（3）實驗二過程中A中發(fā)生的反應(yīng)有三個：高溫條件下，硫和氧氣反應(yīng)生成二氧化硫，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣和二氧化硫、氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣，硫酸鈣和氯化鋇反應(yīng)生成白色沉淀硫酸鋇和氯化鈣，氧化鈣和二氧化硫、氧氣反應(yīng)生成硫酸鈣的化學方程式為：2CaO+2SO₂+O₂$\stackrel{高溫}{→}$2CaSO₄．
故填：2CaO+2SO₂+O₂$\stackrel{高溫}{→}$2CaSO₄．
【實驗三】
（4）取CaSO₄粉末裝入A中，連續(xù)通入過量O₂，加熱至1200℃左右，充分反應(yīng)，B中紅色消失，說明硫酸鈣在該溫度下分解生成二氧化硫，比較實驗一、二、三可知，實驗一中碳酸鈣不能分解，實驗三中硫酸鈣受熱分解生成二氧化硫，而實驗二中碳酸鈣分解生成二氧化碳和氧化鈣，氧化鈣能夠和二氧化硫反應(yīng)，因此如用該方法固硫，適宜的溫度條件是1000℃左右．
故填：1000℃左右．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．