Question

某實驗小組利用廢硫酸液制備K₂SO₄并研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產物．
（一）K₂SO₄的制備

（1）將CaCO₃研成粉末的目的是______．
（2）上述流程中可循環使用的物質有CO₂和______（填寫化學式）．
（3）反應Ⅲ中相關物質的溶解度如下表．你認為反應Ⅲ在常溫下能實現的原因是______．

物質	KCl	K2SO4	NH4Cl	M
溶解度/g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應Ⅲ所得晶體的目的是______；為檢驗此晶體是否洗滌干凈，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
（二）研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產物．
（5）分離所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學反應方程式______．
（6）為了測定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質量比x：y，實驗小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗．

①實驗前首先要______，再裝入樣品．裝置A的作用是______．
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．現控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數據：
a．反應前玻璃管與樣品的質量m₁g　　　 b．反應后玻璃管中固體的質量為m₂g
c．裝置C實驗后增重m₃g　　　　　　　 d．裝置D實驗后增重m₄g
某同學選用b、d或c、d數據組合求出x：y的值，若無裝置E，則實驗測定結果將______（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．你認為還可選用上述的______（選填序號）兩個數據組合也可求出x：y的值．
（7）CaSO₄?2H₂O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體3.44g，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，測定固體質量隨溫度的變化情況如圖所示．①G點固體的化學式是______．

②將T₂～1400℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，則H～I段發生反應的化學方程式為______．

Answer 1

解：（1）將CaCO₃研成粉末，可以增大反應物的接觸面積，其目的是加快反應速率．（2）觀察上述流程，發現二氧化碳和碳酸鈣既是反應物也是生成物，故可循環使用的物質有CO₂和CaCO₃．（3）根據復分解反應發生的條件，反應Ⅲ中隨沒有不溶物，但常溫下K₂SO₄的溶解度小，在生成物中會以沉淀的形式出現，故反應可以進行．（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應Ⅲ所得晶體的目的是減少K₂SO₄的溶解；為檢驗此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，振蕩、靜置，目的是除去硫酸根，再向上層清液中滴加AgNO₃溶液，如果沒有白色沉淀，說明洗滌干凈．（5）碳酸鈣能與稀鹽酸反應，硫酸鈣和稀鹽酸不反應，故分離所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學反應方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．（6）為了測定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質量比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，則實驗測定結果將偏小．通過裝置C可確定生成水的質量，故還可選用上述的bc兩個數據組合也可求出x：y的值．（7）CaSO₄?2H₂O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO₄?2H₂O固體，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，①G點處減少的質量是失去了部分結晶水后的質量，故此時固體的化學式是CaSO₄?H₂O．②將T2～1400℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，說明生成了二氧化硫氣體，則H～I段發生反應的化學方程式為 2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
故答案為：（1）加快反應速率（或使反應更充分或提高原料的利用率等合理答案均給分）．
（2）CaCO₃
（3）常溫下K₂SO₄的溶解度小．
（4）減少K₂SO₄的溶解．c a
（5）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（6）①檢查裝置的氣密性． 除去空氣中的CO₂和H₂O（意思相近均給分）．②偏小 b、c
（7）①CaSO₄?H₂O ②2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑
分析：解答此類題目時要反復閱讀題意，明確題目的要求和前后的關聯，然后進行解答．（1）把反應物研成粉末是為了加快反應速率．
（2）如果生成物和反應物中都有某種物質，這種物質一般可循環利用；
（3）從生成物的溶解度大小考慮反應能否發生．
（4）結合實驗目的判斷，檢驗氯離子時要排除硫酸根的干擾；
（5）根據碳酸鈣和稀鹽酸的反應書寫化學方程式；
（6）①多個裝置進行實驗時首先要檢查裝置的氣密性；根據堿石灰的性質判斷，它能吸收水和二氧化碳．
②根據E裝置的作用判斷，
（7）①根據反應物的反應規律判斷G點的物質；
②根據反應物和生成物書寫化學方程式．
點評：此題全面考查了學生對知識的掌握和應用能力，難度比較大，解答時一定要注意知識的前后的聯系和綜合運用．