Question

【題目】以下為某學習小組探究用硫酸鈣和焦炭在高溫下反應制備硫化鈣并檢驗產物的實驗裝置。

（1）甲同學設計如圖所示的實驗裝置檢驗氣體產物。

①B裝置的作用是___。

②D和E裝置能檢驗裝置A的反應產物中有氣體__（填化學式），能說明產生有該氣體的現象是__。

（2）乙同學根據氧化還原反應原理，提出裝置A產生的氣體產物中可能還有CO2、SO2，為了驗證他的猜想，結合上述裝置并選擇下列儀器設計實驗方案(同一種儀器可重復使用)。

①氣流從左至右，儀器連接順序為A、F、__、M。

②能證明有CO2的現象是__。

③除去SO2的離子方程式為__。

（3）經實驗檢驗氣體產物有SO2、CO、CO2且氣體體積之比為1∶1∶2，寫出A中反應的化學方程式：__。

Answer 1

【答案】除去酸性氣體 CO 黑色氧化銅變紅，澄清石灰水變渾濁 J、F、I 第二個F中的品紅不退色，I中的澄清石灰水變渾濁 5SO2+MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+ 2CaSO4+3CCaS+CaO+SO2↑+CO↑+2CO2↑

【解析】

硫酸鈣和焦炭在高溫下反應制備硫化鈣的方程式里可能產生使氧化銅還原的氣體應為CO，CuO氧化CO生成紅色的Cu和CO2，CO2使石灰水變渾濁。驗證A中的氣體產物可能還有CO2、SO2，必須先用品紅驗證SO2后再用酸性高錳酸鉀除去SO2，再用澄清石灰水檢驗CO2。根據檢驗氣體產物有SO2、CO、CO2且氣體體積之比為1：1：2，寫出方程式：2CaSO4+3CCaS+CaO+SO2↑+2CO2↑+CO↑，據此分析解答。

(1) ①硫酸鈣和焦炭在高溫下反應制備硫化鈣的反應中可能產生使氧化銅還原的氣體應為CO，除此之外還可能有CO2、SO2等，會干擾CO的檢驗，因此氫氧化鈉溶液可吸收除去酸性氣體，排除對CO檢驗的干擾；

②通過一氧化碳還原，氧化銅由黑色變紅色，生成的CO2能夠使澄清石灰水變渾濁，說明裝置A的反應產物是CO；

(2)①裝置A中的氣體產物可能含有SO2和CO2，根據裝置圖，可以通過品紅溶液檢驗二氧化硫，除去二氧化硫后再用澄清石灰水檢驗二氧化碳，因此氣流從左到右的儀器連接順序為A、F、J、F、I、M；

②能證明有二氧化碳的現象是第二個F中品紅不退色，I中的澄清石灰水變渾濁；

③裝置J中酸性高錳酸鉀將二氧化硫氧化，反應的離子方程式為5SO2+MnO4-+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+；

(3)經實驗檢驗氣體產物有SO2、CO、CO2且氣體體積之比為1∶1∶2，反應的化學方程式為2CaSO4+3C=高溫CaS+ CaO+ SO2↑+CO↑+2CO2↑。