Question

1．化學(xué)鏈燃燒是新的燃燒概念，即燃料不直接與空氣接觸燃燒，而是以載氧體（如CaSO₄等）在兩個(gè)反應(yīng)器之間的循環(huán)來實(shí)現(xiàn)燃料的燃燒過程（如圖1）．請回答下列問題：
（1）空氣反應(yīng)器中主要發(fā)生化合反應(yīng)，化學(xué)方程式為CaS+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CaSO₄燃料反應(yīng)器中，CO與CaSO₄發(fā)生的反應(yīng)方程式為4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS
（2）通過燃料反應(yīng)器制得高溫CO₂和H₂O（氣），為獲取純凈的CO₂，常用的物理分離方法是
冷卻
（3）實(shí)驗(yàn)室模擬CO與石膏（CaSO₄•2H₂O）的反應(yīng)，并測定CO與石膏（CaSO₄•2H₂O）是否完全，設(shè)計(jì)裝置如圖2．

 ①廣口瓶B的作用是安全瓶 該實(shí)驗(yàn)尾氣無毒，則C裝置的作用是檢測并吸收一氧化碳，C中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuCl+2CO+4NH₃+2H₂O=2Cu↓+（NH₄）₂C₂O₄+2NH₄ Cl
 ②完成實(shí)驗(yàn)步驟（已知熱的CaS會(huì)跟氧氣反應(yīng)）．

實(shí)驗(yàn)步驟	現(xiàn)象	分析與解釋
檢查氣密性并裝填好藥品后，首先應(yīng)先通一會(huì)CO	C中有氣泡冒出，生成紅色物質(zhì)（填反應(yīng)現(xiàn)象）
點(diǎn)燃A處酒精噴燈	D中生成白色沉淀（填反應(yīng)現(xiàn)象）
停止加熱，繼續(xù)通一會(huì)CO，冷卻		通CO的目的是將生成氣體全部排入后面的裝置中
取A中殘留固體，加足量稀鹽酸	有氣泡冒出（填反應(yīng)現(xiàn)象），有少量不溶物	CaS+2HCl=CaCl2+H2S↑，說明石膏樣品轉(zhuǎn)化不完全（選填完全或不完全）

（4）若所取石膏樣品（CaSO₄•2H₂O）質(zhì)量為1.72g，裝置D中產(chǎn)生的BaCO₃的質(zhì)量為7.092g，則石膏樣品的轉(zhuǎn)化率為71.2%．[轉(zhuǎn)化率=$\frac{實(shí)際參加反應(yīng)的質(zhì)量}{樣品質(zhì)量}$×100%，Mr（BaCO₃）=197]，
（5）D裝置中不宜使用澄清石灰水，請從兩個(gè)角度加以說明：澄清石灰水能夠吸收的二氧化碳的量很少；碳酸鈣的質(zhì)量不易測量．．

Answer 1

分析 本題屬于給材料綜合實(shí)驗(yàn)探究探究題，通過分析題目及題干中隱藏的條件，逐一對復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)題目進(jìn)行解答．
（1）仔細(xì)觀察圖示，找出反應(yīng)物生成物，即可得出答案；
（2）冷卻可以將兩者分開，根據(jù)物理性質(zhì)可以作答；
（3）①一般連接在加熱玻璃裝置和裝有溶液的集氣瓶裝置之間的裝置具有安全瓶的作用；仔細(xì)審題，尾氣無毒，而反應(yīng)物有CO，故可以得出答案；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，原子個(gè)數(shù)守恒，可以作答；②分析實(shí)驗(yàn)，可得出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；反應(yīng)后排氣一般可以防倒吸和排出氣體，本題有安全瓶，故可得出答案．
（4）根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算，可得出實(shí)際參加反應(yīng)的CaSO₄質(zhì)量．
（5）氫氧化鈣微溶，不能用于大量吸收二氧化碳．

解答 （1）空氣反應(yīng)器中空氣進(jìn)入，氮?dú)馀懦�，說明留下了氧氣參加反應(yīng)，又已知是化和反應(yīng)，所以生成物是硫酸鈣，故化學(xué)方程式為：CaS+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CaSO₄；燃燒反應(yīng)器中，CO轉(zhuǎn)化成CO₂，故化學(xué)方程式為：4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS．
（2）冷卻CO₂和H₂O，水蒸氣變成液態(tài)，故可以將兩者分離．
（3）①廣口瓶B的作用是安全瓶，防止停止加熱后，因?yàn)椴ＡЧ軆?nèi)氣壓驟降，導(dǎo)致C中溶液倒吸進(jìn)入玻璃管中，使試管炸裂；該實(shí)驗(yàn)尾氣無毒，說明有毒的CO氣體被吸收，故裝置C的作用是檢測并吸收有毒的CO氣體；根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可知碳原子個(gè)數(shù)守恒，推測出反應(yīng)物是CO且其化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，由此可以進(jìn)一步得出化學(xué)方程式為：2CuCl+2CO+4NH₃+2H₂O=2Cu↓+（NH₄）₂C₂O₄+2NH₄ Cl．
②根據(jù)反應(yīng)生成紅色的銅，可知實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是有氣泡冒出，生成紅色物質(zhì)；點(diǎn)燃A處酒精燈，生成的CO₂和Ba（OH）₂ 反應(yīng)生成白色沉淀；停止加熱繼續(xù)通入CO的目的是將試管內(nèi)殘留的二氧化碳排入裝置D中，使其可知全部被吸收；A中殘留固體中一定有的硫化鈣會(huì)反應(yīng)生成硫化氫氣體所以有氣泡冒出，而仍然有不溶物，說明有硫酸鈣未完全反應(yīng)．
（4）根據(jù)化學(xué)方程式 生成7.092g的BaCO₃可知反應(yīng)的CO₂質(zhì)量為1.584g；再根據(jù)4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS可計(jì)算出CaSO₄質(zhì)量為1.224g；則石膏樣品的轉(zhuǎn)化率為$\frac{1.224g}{1.72g}×100%≈71.2%$；
（5氫氧化鈣在水中微溶，澄清石灰水能夠吸收的二氧化碳的量很少；碳酸鈣的質(zhì)量不易測量．

故答案為：（1）CaS+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CaSO₄；4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS；（2）冷卻；（3）①安全瓶；檢測并吸收一氧化碳；2CuCl+2CO+4NH₃+2H₂O=2Cu↓+（NH₄）₂C₂O₄+2NH₄Cl；②有氣泡冒出，生成紅色物質(zhì)；生成白色沉淀；將生成氣體全部排入后面的裝置中；有氣泡冒出；不完全；（4）71.2%；（5）澄清石灰水能夠吸收的二氧化碳的量很少；碳酸鈣的質(zhì)量不易測量．

點(diǎn)評 本題難度中等偏上，是對實(shí)驗(yàn)的綜合性考察，比較側(cè)重基礎(chǔ)能力，全方面考察化學(xué)思維．