Question

【題目】某實驗小組利用廢硫酸液制備K2SO4并研究CaSO42H2O加熱分解的產物．

一、K2SO4的制備

（1）將CaCO3研成粉末的目的是 ．

（2）上述流程中可循環使用的物質有CaCO3和 （填寫化學式）．

（3）不用水而用飽和K2SO4溶液洗滌反應Ⅲ所得晶體的目的是為了 ；（選填序號)

a.除去K2SO4晶體表面附著的NH4+、Cl-等雜質離子

b.減少水洗滌時K2SO4 晶體因溶解而造成的損失

（4）為檢驗（3）中K2SO4晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入 （選填序號，下同），振蕩、靜置，再向上層清液中滴加 ，觀察現象即可判斷．

a．AgNO3溶液 b．過量的BaCl2溶液 c．過量的Ba(NO3)2溶液

寫出這個過程涉及到的兩個反應的化學方程式： ； ．

二、研究CaSO42H2O加熱分解的產物．

（5）分離所得的CaSO42H2O含有CaCO3，可用鹽酸除去．

（6）為了測定CaSO42H2O和CaCO3的質量比x:y，實驗小組利用下圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗．

①實驗前首先要 ，再裝入樣品．

②裝置A的作用是 ；裝置E的作用是 ．

③已知CaSO42H2O在160℃生成CaSO4，1350℃時CaSO4開始分解；CaCO3在900℃時分解完全．現控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數據：

a．裝置C實驗后增重m1 g b．裝置D實驗后增重m2 g

某同學利用采集的數據求出x:y的值，若無裝置E，則實驗測定結果將 （填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．

（7）CaSO42H2O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO42H2O固體3.44g，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，測定固體質量隨溫度的變化情況如圖所示．

①H點固體的化學式是 ．

②將T3～T4℃溫度段加熱固體所產生的氣體通過酸性KMnO4溶液時，發現溶液褪色，則I～J段發生反應的化學方程式為 ．

Answer 1

【答案】（1）加快反應速率（或使反應更充分或提高原料的利用率等合理答案均給分）。

（2）CO2（3）a b（4）c；a

Ba(NO3)2 + K2SO4 = BaSO4↓+ 2KNO3；AgNO3 + NH4Cl=AgCl↓+ NH4NO3

（6）①檢查裝置的氣密性

②除去空氣中的CO2和H2O；防止空氣中的CO2和H2O進入D③偏小

（7）①2CaSO4H2O(或CaSO4 H2O)

②2CaSO 2CaO+2SO2↑+O2↑

【解析】

試題分析：（1）由于碳酸鈣與稀硫酸反應生成的硫酸鈣微溶于水，為了加快反應速率，故要把碳酸鈣研成粉末；

（2）由反應的流程圖可知碳酸鈉和二氧化碳可循環使用；

（3）若用水洗滌，那么硫酸鉀會溶解在水中；另外也可除去氯化銨；故選ab；

（4）要檢驗K2SO4晶體是否洗滌干凈，即檢驗洗滌液是否含有氯離子，由于溶液中含有硫酸根離子，故要先加入硝酸鋇將硫酸根離子轉化為硫酸鋇除去，在取上層清液滴加硝酸銀，若沒有白色沉淀生成，則證明已經洗滌干凈；

（6）為了測定CaSO42H2O和CaCO3的質量比x：y，①實驗前首先要檢查裝置的氣密性；再裝入樣品．裝置A的作用是除去空氣中的CO2和H2O，防止它們影響實驗結果；②裝置E的作用是吸收空氣中的水和二氧化碳，如沒有裝置E，則實驗測定結果將偏小。通過裝置C可確定生成水的質量，故還可選用上述的bc兩個數據組合也可求出x：y的值；

（7）CaSO42H2O受熱會逐步失去結晶水．取純凈CaSO42H2O固體，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，①H點處減少的質量是失去了部分結晶水后的質量，故此時固體的化學式是CaSO4H2O．②將T3～T4℃溫度段加熱固體所產生的氣體通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色，說明生成了二氧化硫氣體，則I～J段發生反應的化學方程式為 2CaSO42CaO+2SO2↑+O2↑。