Question

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

（1）将CaCO₃研成粉末的目的是          ．
（2）上述流程中可循环使用的物质有CO₂和        （填写化学式）．
（3）反应Ⅲ中相关物质的溶解度如下表．你认为反应Ⅲ在常温下能实现的原因是                       ．

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

 
（4）不用水而用饱和K₂SO₄溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体的目的是                 ；为检验此晶体是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入         （选填序号，下同），振荡、静置，再向上层清液中滴加         ，观察现象即可判断．
a．AgNO₃溶液     b．过量的BaCl₂溶液    c．过量的Ba（NO₃）₂溶液
（二）研究CaSO₄?2H₂O加热分解的产物．
（5）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                                                 ．
（6）为了测定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的质量比x：y，实验小组利用如图所示的装置（夹持仪器省略）进行实验．

①实验前首先要             ，再装入样品．装置A的作用是                  ．
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：
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    （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．你认为还可选用上述的       （选填序号）两个数据组合也可求出x：y的值．
（7）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所示．①G点固体的化学式是                     ．

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                               ．

Answer 1

（1）加快反应速率（或使反应更充分或提高原料的利用率等合理答案均给分）．
（2）CaCO₃
（3）常温下K₂SO₄的溶解度小．
（4）减少K₂SO₄的溶解．c    a
（5）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（6）①检查装置的气密性．除去空气中的CO₂和H₂O（意思相近均给分）．②偏小  b、c
（7）①CaSO₄?H₂O ②2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂↑

试题分析：（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）根据复分解反应发生的条件，反应Ⅲ中随没有不溶物，但常温下K₂SO₄的溶解度小，在生成物中会以沉淀的形式出现，故反应可以进行．（4）不用水而用饱和K₂SO₄溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体的目的是减少K₂SO₄的溶解；为检验此晶体是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入过量的Ba（NO₃）₂溶液，振荡、静置，目的是除去硫酸根，再向上层清液中滴加AgNO₃溶液，如果没有白色沉淀，说明洗涤干净．（5）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．（6）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．（7）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 2CaSO₄2CaO+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．