Question

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�大”、“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↑．

Answer 1

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�。�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．
（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．