Question

【題目】CaS可用于制備發(fā)光漆、用作脫毛劑、殺蟲(chóng)劑、硫脲等，還用于醫(yī)藥工業(yè)、重金屬處理及環(huán)保中。某化學(xué)探究小組在實(shí)驗(yàn)室中利用反應(yīng)：

CaSO4+CCaS+CaO+SO2↑+CO↑+CO2↑制備硫化鈣并檢驗(yàn)產(chǎn)物，可選用的裝置如下。回答下列問(wèn)題：

已知:①C及E ~ H中的試劑均為足量。

②酸性KMnO4溶液作氧化劑時(shí)，錳元素被還原成Mn2+

③CaS與H2O反應(yīng)生成Ca(OH)2和H2S。

(1)實(shí)驗(yàn)1：若只檢驗(yàn)生成物中是否含有CO，可采用的裝置組合為_(kāi)_____(按氣流方向，填字母組合），生成物中存在CO的現(xiàn)象是________________________。

(2)實(shí)驗(yàn)2：若只檢驗(yàn)生成物中是否含有CO2，可釆用的最簡(jiǎn)單的裝置組合為_(kāi)_____(按氣流方向，填字母組合），除去SO2的離子方程式為_(kāi)_________________________。

(3)實(shí)驗(yàn)3：若同時(shí)檢驗(yàn)CO2和SO2，采用的裝置組合為_(kāi)______ (按氣流方向，填字母組合）。

(4)若制備反應(yīng)的條件完全相同，將產(chǎn)生的氣體全部通入上述實(shí)驗(yàn)裝置中，得到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

	實(shí)驗(yàn)前	實(shí)驗(yàn)后
實(shí)驗(yàn)1	裝置C硬質(zhì)玻璃管連同CuO質(zhì)量為26.80 g	裝置C硬質(zhì)玻璃管連同反應(yīng)后固體質(zhì)量為26.64 g
實(shí)驗(yàn)2	裝置G連同溶液質(zhì)量為187.50g	裝置G連同反應(yīng)后溶液及沉淀的質(zhì)量為188.38 g
實(shí)驗(yàn)3	裝置D、H連同溶液質(zhì)量和為373.60g	裝置D、H連同溶液質(zhì)量和為374.24 g

寫(xiě)出CaSO4和焦炭在高溫條件下反應(yīng)生成CaS的化學(xué)方程式：_______________。

(5)為了證明硫化鈣的化學(xué)式設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：將一定質(zhì)量(m1)的樣品溶于足量的飽和Na2CO3溶液中，通過(guò)____操作，稱(chēng)得固體質(zhì)量為m2，則表示硫化鈣組成的計(jì)算式為n(Ca):n(S)=__________(用含m1 、m2的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】(1) AFECG(寫(xiě)AFGECG或AFEC或AC也可，2分） 裝置C中黑色固體變?yōu)榧t色，裝置G中澄清石灰水變渾濁（若上一空未選G裝置，只用寫(xiě)出裝置C中現(xiàn)象，2分） (2) AHG 5SO2+2MnO4-+2H2O==2Mn2++5SO42-+4H+ (3)ADHG或AHG (4)2CaSO4+3CCaS + CaO + SO2↑+2CO2↑+CO↑ (5)過(guò)濾、洗滌、干燥（只答過(guò)濾給1分，共2分）

【解析】本題考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的評(píng)價(jià)，（1）CaSO4和C反應(yīng)條件是高溫，反應(yīng)裝置選擇A，只檢驗(yàn)CO，利用CO還原氧化銅，然后檢驗(yàn)氧化產(chǎn)物CO2，CaSO4和C反應(yīng)生成CO2和SO2，這兩種氣體對(duì)后面實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾，必須除去，即A→F，需要檢驗(yàn)CO2和SO2是否被完全除盡，即F→G→E，然后CO還原CuO，然后通入澄清石灰水，前者澄清石灰水不變渾濁，裝置C中黑色變?yōu)榧t色，后者澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明產(chǎn)物中含有CO，連接順序是A→F→G→E→C→G；（2）SO2、CO2都能使澄清石灰水變渾濁，首先除去SO2，利用SO2的還原性，通入酸性高錳酸鉀溶液，然后再通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明有CO2生成，因此順序是A→H→G，與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)的離子方程式為：5SO2+2MnO4－+2H2O=2Mn2＋+5SO42－+4H＋ ；（3）因?yàn)镃O2和SO2都能使澄清石灰水變渾濁，因此先檢驗(yàn)SO2，可以利用SO2的還原性或漂白性，如果利用SO2的還原性，A→H，酸性高錳酸鉀溶液褪去，證明SO2的存在，然后再通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明產(chǎn)物中有CO2，裝置順序是A→H→G，如果利用SO2的漂白性，應(yīng)通入品紅溶液，品紅溶液褪色，說(shuō)明SO2的存在，再通入到酸性高錳酸鉀溶液中，目的是除去SO2，最后通入澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明產(chǎn)物中混有CO2，順序是A→D→H→G；（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1，裝置C中發(fā)生CO＋CuO=CO2＋Cu，裝置C反應(yīng)前后固體質(zhì)量相差(26.8－26.64)g=0.16g， 根據(jù)差量法，求出CO的物質(zhì)的量為0.16/16mol=0.01mol，實(shí)驗(yàn)2：裝置G的作用是吸收CO2，增重的是CO2的質(zhì)量，即為(188.38－187.50)g=0.88g，合0.88/44mol=0.02mol，實(shí)驗(yàn)3：裝置D和G是檢驗(yàn)和吸收SO2，增重的質(zhì)量為SO2的質(zhì)量，即為(374.24－373.60)g=0.64g，合0.64/64mol=0.01mol，因此SO2、CO2、CO的物質(zhì)的量之比為0.01：0.02：0.01=1：2：1，即三中氣體的系數(shù)為1、2、1，根據(jù)原子守恒，此反應(yīng)方程式為2CaSO4＋3CCaS＋CaO＋SO2↑＋2CO2↑＋CO↑；（5）加入飽和碳酸鈉溶液，產(chǎn)生的沉淀是CaCO3，需要過(guò)濾、洗滌、干燥、稱(chēng)量，根據(jù)鈣元素守恒，即硫化鈣中n(Ca2＋)=m2/100mol，硫化鈣中硫的物質(zhì)的量為(m1－)/32mol，兩者物質(zhì)的量之比為。