Question

碳酸鈣和硫酸鈣都是鈣的重要化合物，它們在生產生活中都有著廣泛的應用。甲、乙兩組同學分別對碳酸鈣的制備、硫酸鈣的性質進行了以下探究，請你參與并完成對有關問題的解答。    
(1)甲組使用大理石(含少量的Fe₂O₃雜質)等物質制備碳酸鈣的實驗流程如下：

①溶解大理石時，用硝酸而不用硫酸的原因是                           。
②上述流程中，“分離”得產品所包含的實驗操作依次為：過濾、         、         。
③“濾液A”中除H⁺離子外，還含有的陽離子是            ；檢驗該陽離子的實驗方法是：取少量濾液A與         在試管中混合、加熱充分反應，將濕潤的紅色石蕊試紙(或pH試紙)靠近試管口，觀察現象即可。
(2)乙組對某硫酸鈣晶體(xCaS0₄·yH₂0)加熱分解的有關反應進行探究。他們取6.52g該晶體進行加熱，加熱過程中，固體質量隨時間的變化情況如下圖所示。又知t₅～t₆時間段內固體質量減輕的原因是產生了兩種氣體，反應的化學方程式為：
2CasO₄ 2CaO+2S0₂↑+O₂↑。

①加熱時，該晶體開始發生化學變化的時間是       (填“t₁”、“t₃”或“t₅”)。
②t₄～t₅時間段固體的化學式為                           。
③t_l～t₂時間段固體發生反應的化學方程式為                                    。

Answer 1

（1）①硫酸鈣微溶于水（1分）
②洗滌（1分）    干燥（1分）
③NH₄⁺（或銨根離子）（1分）    燒堿（溶液）（1分）
（2）①t₁（1分）
②CaSO₄（2分）
③2CaSO₄·3H₂O2CaSO₄·H₂O＋2H₂O（2分）

解析試題分析：
（1）①要溶解大理石，不能生成微溶性物質，硫酸鈣微溶于水，硝酸鈣易溶于水；②從溶液中分離出固體過程：過濾，洗滌固體，干燥固體；
③要使得溶液中的Ca²⁺完全沉淀，加入的（NH₄）₂CO₃必須過量，過濾后濾液中含有過量的NH₄⁺，檢驗NH₄⁺的方法是在溶液中加入NaOH溶液并加熱，再濕潤的紅色石蕊試紙靠近試管口，觀察到紅色石蕊試紙變成藍色。
（2）①化學變化要生成新的物質，從t₁開始，固體的質量發生改變，說明晶體開始失去晶結水，化學變化開始了。
②題干中“又知t₅～t₆時間段內固體質量減輕的原因是產生了兩種氣體”說明從t₄開始，結晶水已全部失去，固體變成CaSO₄；③從圖上可知，m_（CaSO4）=5.44g，n_（CaSO4）=0.04mol，m_（H2O）=6.52g—5.44g=1.08g，n_（H2O）=0.06mol
xCaS0₄·yH₂0  ～     CaSO₄  ～      H₂O    
0.04mol       0.06mol
X =2  y=3
t_l～t₂時間段內，水的質量減少6.52g—5.80g=0.72g，物質的量0.04mol；晶體中還剩余的結晶水1.08g-0.72g=0.36g，物質的量0.02mol，n_（CaSO4）：n_{（剩余結晶水）}：n_{（失去結晶水）}="0.04mol" ：0.02mol：0.04mol = 2：1：2，t₂時晶體的化學式為2CaSO₄·H₂O
t_l～t₂時間段內發生的化學反應為：2CaSO₄·3H₂O2CaSO₄·H₂O＋2H₂O
考點：考查化學方程式計算的知識。