Question

1．某实验小组利用废硫酸液制备K₂SO₄并研究CaSO₄•2H₂O加热分解的产物．
（一）K₂SO₄的制备：如图1所示

（1）将CaCO₃研成粉末的目的是加快反应速率（或使反应更充分或提高原料的利用率等）．．
（2）上述流程中可循环使用的物质有CO₂和CaCO₃（填写化学式）．
（二）研究CaSO₄•2H₂O加热分解的产物．
（3）分离所得的CaSO₄•2H₂O含有CaCO₃，可用盐酸除去CaCO₃，该的化学反应方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（4）为了测定CaSO₄•2H₂O和CaCO₃的质量比x：y，实验小组利用如图2所示的装置（夹持仪器省略）进行实验．

①实验前首先要检查装置的气密性，再装入样品样品．装置A的作用是除去空气中的CO₂和H₂O．
②已知CaSO₄•2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃时CaSO₄开始分解；CaCO₃在900℃时分解完全．现控制B装置温度
900℃进行实验并采集了如下数据数据：
a．反应前玻璃管与样品的质量m₁g   b．反应后玻璃管中固体的质量为m₂g
c．装置C实验后增重m₃g           d．装置D实验后增重m₄g
某同学选用b、d或c、d数据组合求出x：y的值，若无装置E，则实验测定结果将偏小（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．你认为还可选用上述的b、c（选填序号）两个数据组合也可求出x：y的值．
（5）CaSO₄•2H₂O受热会逐步失去结晶水．取纯净CaSO₄•2H₂O固体3.44g，放在（5）的实验装置B中进行加热，测定固体质量随温度的变化情况如图3所示．①G点固体的化学式是CaSO₄•H₂O．

②将T₂～1400℃温度段加热固体所产生的气体通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，则H～I段发生反应的化学方程式为2CaSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．

Answer 1

分析 解答此类题目时要反复阅读题意，明确题目的要求和前后的关联，然后进行解答．（1）把反应物研成粉末是为了加快反应速率．
（2）如果生成物和反应物中都有某种物质，这种物质一般可循环利用；
（3）根据碳酸钙和稀盐酸的反应书写化学方程式；
（4）①多个装置进行实验时首先要检查装置的气密性；根据碱石灰的性质判断，它能吸收水和二氧化碳．
②根据E装置的作用判断，
（5）①根据反应物的反应规律判断G点的物质；
②根据反应物和生成物书写化学方程式．

解答 解：（1）将CaCO₃研成粉末，可以增大反应物的接触面积，其目的是加快反应速率．
（2）观察上述流程，发现二氧化碳和碳酸钙既是反应物也是生成物，故可循环使用的物质有CO₂和CaCO₃．
（3）碳酸钙能与稀盐酸反应，硫酸钙和稀盐酸不反应，故分离所得的CaSO₄•2H₂O含有CaCO₃，可用盐酸除去，该的化学反应方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（4）为了测定CaSO₄•2H₂O和CaCO₃的质量比x：y，①实验前首先要检查装置的气密性，再装入样品．装置A的作用是除去空气中的CO₂和H₂O，防止它们影响实验结果．②装置E的作用是吸收空气中的水和二氧化碳，如没有装置E，则实验测定结果将偏小．通过装置C可确定生成水的质量，故还可选用上述的bc两个数据组合也可求出x：y的值．
（5）CaSO₄•2H₂O受热会逐步失去结晶水．取纯净CaSO₄•2H₂O固体，放在（5）的实验装置B中进行加热，①G点处减少的质量是失去了部分结晶水后的质量，故此时固体的化学式是CaSO₄•H₂O．②将T2～1400℃温度段加热固体所产生的气体通入酸性KMnO₄溶液中，溶液褪色，说明生成了二氧化硫气体，则H～I段发生反应的化学方程式为 2CaSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
故答案为：（1）加快反应速率（或使反应更充分或提高原料的利用率等）．
（2）CaCO₃
（3）CaCO₃；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（4）①检查装置的气密性． 除去空气中的CO₂和H₂O．②b、c；偏小；
（5）①CaSO₄•H₂O ②2CaSO₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．

点评 此题全面考查了学生对知识的掌握和应用能力，难度比较大，解答时一定要注意知识的前后的联系和综合运用．