1.某實(shí)驗(yàn)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:如圖1所示

(1)將CaCO3研成粉末的目的是加快反應(yīng)速率(或使反應(yīng)更充分或提高原料的利用率等)..
(2)上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2和CaCO3(填寫化學(xué)式).
(二)研究CaSO4•2H2O加熱分解的產(chǎn)物.
(3)分離所得的CaSO4•2H2O含有CaCO3,可用鹽酸除去CaCO3,該的化學(xué)反應(yīng)方程式CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O.
(4)為了測定CaSO4•2H2O和CaCO3的質(zhì)量比x:y,實(shí)驗(yàn)小組利用如圖2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,再裝入樣品樣品.裝置A的作用是除去空氣中的CO2和H2O.
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(jìn)行實(shí)驗(yàn)并采集了如下數(shù)據(jù)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(shí)驗(yàn)后增重m3g           d.裝置D實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)測定結(jié)果將偏。ㄌ睢捌蟆、“偏小”或“無影響”).你認(rèn)為還可選用上述的b、c(選填序號)兩個數(shù)據(jù)組合也可求出x:y的值.
(5)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(shí)驗(yàn)裝置B中進(jìn)行加熱,測定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如圖3所示.①G點(diǎn)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,則H~I(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CaSO4$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+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(jìn)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)根據(jù)碳酸鈣和稀鹽酸的反應(yīng)書寫化學(xué)方程式;
(4)①多個裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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,
(5)①根據(jù)反應(yīng)物的反應(yīng)規(guī)律判斷G點(diǎn)的物質(zhì);
②根據(jù)反應(yīng)物和生成物書寫化學(xué)方程式.

解答 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)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.
(4)為了測定CaSO4•2H2O和CaCO3的質(zhì)量比x:y,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(shí)驗(yàn)測定結(jié)果將偏。ㄟ^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.
(5)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(shí)驗(yàn)裝置B中進(jìn)行加熱,①G點(diǎn)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(xiàn)段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2CaSO4$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑.
故答案為:(1)加快反應(yīng)速率(或使反應(yīng)更充分或提高原料的利用率等).
(2)CaCO3
(3)CaCO3;CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
(4)①檢查裝置的氣密性. 除去空氣中的CO2和H2O.②b、c;偏;
(5)①CaSO4•H2O ②2CaSO4$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑.

點(diǎn)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(yùn)用.

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