Question

碳酸钙和硫酸钙都是钙的重要化合物，它们在生产生活中都有着广泛的应用．甲、乙两组同学分别对碳酸钙的制备、硫酸钙的性质进行了以下探究，请你参与并完成对有关问题的解答．
（1）甲组使用大理石（含少量的Fe₂O₃杂质）等物质制备碳酸钙的实验流程如图1：

①溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是______．
②上述流程中，“分离”得产品所包含的实验操作依次为：过滤、______、______．
③“滤液A”中除H⁺离子外，还含有的阳离子是______；检验该阳离子的实验方法是：取少量滤液A与______在试管中混合、加热充分反应，将湿润的红色石蕊试纸（或pH试纸）靠近试管口，观察现象即可．
（2）乙组对某硫酸钙晶体（xCaS0₄?yH₂0）加热分解的有关反应进行探究．他们取6.52g该晶体进行加热，加热过程中，固体质量随时间的变化情况如图2所示．又知t₅～t₆时间段内固体质量减轻的原因是产生了两种气体，反应的化学方程式为：2CasO₄

加热 .

2CaO+2S0₂↑+O₂↑．
①加热时，该晶体开始发生化学变化的时间是______（填“t₁”、“t₃”或“t₅”）．
②t₄～t₅时间段固体的化学式为______．
③t_l～t₂时间段固体发生反应的化学方程式为______．

Answer 1

（1）①硫酸和碳酸钙反应生成的硫酸钙是微溶于水的物质，附着在大理石表面阻止反应进行，所以选择硝酸反应；
故答案为：硫酸钙微溶于水；
②上述流程中，“分离”得产品为碳酸钙沉淀和硝酸铵溶液，所包含的实验操作依次为过滤，洗涤，干燥；
故答案为：洗涤，干燥；
③大理石与硝酸反应后生成硝酸钙，硝酸铁，加入一水合氨反应生成氢氧化铁沉淀，滤液中加入碳酸铵反应生成碳酸钙沉淀，过滤得到碳酸钙，滤液中含有阳离子为氢离子，铵根离子；依据铵根离子的检验方法是和氢氧化钠反应生成氨气，遇到湿润的红色石蕊试纸变蓝证明氨气的生成；
故答案为：NH₄⁺，烧碱；
（2）①依据图象分析，固体质量在0-t₁时间段无变化，说明固体未反应，加热到t₁时，固体质量开始减小，所以该晶体开始发生化学变化的时间是t₁；
故答案为：t₁；
②在加热到t₁时xCaSO₄?yH₂O开始分解，t₁～t₂时间段和t₃～t₄时间段个固体的质量变化比较少，而t₅～t₆时间段固体质量变化较大，原因是t₁～t₂时间段生石膏脱去部分水，t₃～t₄时间段完全脱水，t₄～t₅时间段固体的化学式为CaSO₄；
故答案为：CaSO₄；
③t₃～t₄时间段完全脱水，则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，化学式为：2CaSO₄?3H₂O，t_l～t₂时间段固体质量变化，减少水的质量=6.52g-5.80g=0.72g，n（H₂O）=

0.72g

18g/mol

=0.04mol；固体质量为5.80g，6.52g硫酸钙固体物质的量=

6.52g

326g/mol

=0.02mol，则1mol2CaSO₄?3H₂O失水2mol，反应的化学方程式为：2CaSO₄?3H₂O

△ .

2CaSO₄?H₂O+2H₂O，
故答案为：2CaSO₄?3H₂O

△ .

2CaSO₄?H₂O+2H₂O．