Question

碳酸鈣和硫酸鈣都是鈣的重要化合物，它們在生產生活中都有著廣泛的應用．甲、乙兩組同學分別對碳酸鈣的制備、硫酸鈣的性質進行了以下探究，請你參與并完成對有關問題的解答．
（1）甲組使用大理石（含少量的Fe₂O₃雜質）等物質制備碳酸鈣的實驗流程如圖1：

①溶解大理石時，用硝酸而不用硫酸的原因是______．
②上述流程中，“分離”得產品所包含的實驗操作依次為：過濾、______、______．
③“濾液A”中除H⁺離子外，還含有的陽離子是______；檢驗該陽離子的實驗方法是：取少量濾液A與______在試管中混合、加熱充分反應，將濕潤的紅色石蕊試紙（或pH試紙）靠近試管口，觀察現象即可．
（2）乙組對某硫酸鈣晶體（xCaS0₄?yH₂0）加熱分解的有關反應進行探究．他們取6.52g該晶體進行加熱，加熱過程中，固體質量隨時間的變化情況如圖2所示．又知t₅～t₆時間段內固體質量減輕的原因是產生了兩種氣體，反應的化學方程式為：2CasO₄

加熱 .

2CaO+2S0₂↑+O₂↑．
①加熱時，該晶體開始發生化學變化的時間是______（填“t₁”、“t₃”或“t₅”）．
②t₄～t₅時間段固體的化學式為______．
③t_l～t₂時間段固體發生反應的化學方程式為______．

Answer 1

（1）①硫酸和碳酸鈣反應生成的硫酸鈣是微溶于水的物質，附著在大理石表面阻止反應進行，所以選擇硝酸反應；
故答案為：硫酸鈣微溶于水；
②上述流程中，“分離”得產品為碳酸鈣沉淀和硝酸銨溶液，所包含的實驗操作依次為過濾，洗滌，干燥；
故答案為：洗滌，干燥；
③大理石與硝酸反應后生成硝酸鈣，硝酸鐵，加入一水合氨反應生成氫氧化鐵沉淀，濾液中加入碳酸銨反應生成碳酸鈣沉淀，過濾得到碳酸鈣，濾液中含有陽離子為氫離子，銨根離子；依據銨根離子的檢驗方法是和氫氧化鈉反應生成氨氣，遇到濕潤的紅色石蕊試紙變藍證明氨氣的生成；
故答案為：NH₄⁺，燒堿；
（2）①依據圖象分析，固體質量在0-t₁時間段無變化，說明固體未反應，加熱到t₁時，固體質量開始減小，所以該晶體開始發生化學變化的時間是t₁；
故答案為：t₁；
②在加熱到t₁時xCaSO₄?yH₂O開始分解，t₁～t₂時間段和t₃～t₄時間段個固體的質量變化比較少，而t₅～t₆時間段固體質量變化較大，原因是t₁～t₂時間段生石膏脫去部分水，t₃～t₄時間段完全脫水，t₄～t₅時間段固體的化學式為CaSO₄；
故答案為：CaSO₄；
③t₃～t₄時間段完全脫水，則m（H₂O）=6.52g-5.44g=1.08g，m（CaSO₄）=5.44g，n（H₂O）=

1.08g

18g/mol

=0.06mol，n（CaSO₄）=

5.44g

136g/mol

=0.04mol，所以n（CaSO₄）：n（H₂O）=x：y=0.04：0.06=2：3，化學式為：2CaSO₄?3H₂O，t_l～t₂時間段固體質量變化，減少水的質量=6.52g-5.80g=0.72g，n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol；固體質量為5.80g，6.52g硫酸鈣固體物質的量=

6.52g

326g/mol

=0.02mol，則1mol2CaSO₄?3H₂O失水2mol，反應的化學方程式為：2CaSO₄?3H₂O

△ .

2CaSO₄?H₂O+2H₂O，
故答案為：2CaSO₄?3H₂O

△ .

2CaSO₄?H₂O+2H₂O．