Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用廢硫酸制備K₂SO₄并研究CaSO₄?2H₂O加熱分解的產(chǎn)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(huán)使用的物質(zhì)有CO₂和

 

（填寫化學(xué)式）．
（3）反應(yīng)III中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如表．你認(rèn)為反應(yīng)III在常溫下能實(shí)現(xiàn)的原因是

 

．

物質(zhì)	KCl	K2SO4	NH4Cl	M
溶解度/g（常溫）	34.0	11.1	37.2	19.5

（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應(yīng)III所得晶體的目的是

 

．
（二）研究CaSO_4?2H₂O加熱分解的產(chǎn)物
（5）分離所得的CaSO_4?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該化學(xué)反應(yīng)方程式為

 

．
（6）為了測(cè)定CaSO_4?2H₂O和CaCO₃的質(zhì)量比x：y，實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．

①實(shí)驗(yàn)前首先要

 

，再裝入樣品．裝置A的作用是

 

．
②已知CaSO_4?2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃時(shí)CaSO₄開始分解；CaCO₃在900℃時(shí)分解完全．現(xiàn)控制B裝置900℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)采集了如下數(shù)據(jù)：
a．反應(yīng)前玻璃管與樣品的總質(zhì)量m₁g        b．反應(yīng)后玻璃管中固體的質(zhì)量m₂g
c．裝置C實(shí)驗(yàn)后增重m₃g                  d．裝置D實(shí)驗(yàn)后增重m₄g
某同學(xué)選用b、d或c、d數(shù)據(jù)組合求出的值x：y，若無裝置E，則實(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果將

 

（填“偏大”“偏小”或“無影響”）．若實(shí)驗(yàn)測(cè)得m₃=1.8g，m₄=2.2g，求x：y的值（寫出計(jì)算過程）．（已知CaSO_4?2H₂O的相對(duì)分子質(zhì)量是172）

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,酸的化學(xué)性質(zhì),鹽的化學(xué)性質(zhì),根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)算

專題：物質(zhì)的制備

分析：解答此類題目時(shí)要反復(fù)閱讀題意，明確題目的要求和前后的關(guān)聯(lián)，然后進(jìn)行解答．
（1）把反應(yīng)物研成粉末是為了加快反應(yīng)速率．
（2）如果生成物和反應(yīng)物中都有某種物質(zhì)，這種物質(zhì)一般可循環(huán)利用；
（3）從生成物的溶解度大小考慮反應(yīng)能否發(fā)生．
（4）結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐袛�，檢驗(yàn)氯離子時(shí)要排除硫酸根的干擾；
（5）根據(jù)碳酸鈣和稀鹽酸的反應(yīng)書寫化學(xué)方程式；
（6）多個(gè)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要檢查裝置的氣密性；根據(jù)堿石灰的性質(zhì)判斷，它能吸收水和二氧化碳．根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算x：y的值．

解答：解：
（1）將CaCO₃研成粉末，可以增大反應(yīng)物的接觸面積，其目的是加快反應(yīng)速率．
（2）觀察上述流程，發(fā)現(xiàn)二氧化碳和碳酸鈣既是反應(yīng)物也是生成物，故可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO₂和CaCO₃．
（3）根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件，反應(yīng)Ⅲ中隨沒有不溶物，但常溫下K₂SO₄的溶解度小，在生成物中會(huì)以沉淀的形式出現(xiàn)，故反應(yīng)可以進(jìn)行．
（4）不用水而用飽和K₂SO₄溶液洗滌反應(yīng)Ⅲ所得晶體的目的是減少K₂SO₄的溶解；為檢驗(yàn)此晶體是否洗滌干凈，可取最后一次洗滌液，先加入過量的Ba（NO₃）₂溶液，振蕩、靜置，目的是除去硫酸根，再向上層清液中滴加AgNO₃溶液，如果沒有白色沉淀，說明洗滌干凈．
（5）碳酸鈣能與稀鹽酸反應(yīng)，硫酸鈣和稀鹽酸不反應(yīng)，故分離所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用鹽酸除去，該的化學(xué)反應(yīng)方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（6）為了測(cè)定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的質(zhì)量比x：y，①實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)驗(yàn)測(cè)定結(jié)果將偏�。�
根據(jù)CaSO₄?2H₂O

△   .

CaSO₄+2H₂O和“實(shí)驗(yàn)測(cè)得m₃=1.8g”，則知為水的質(zhì)量，則可求出CaSO₄?2H₂O的質(zhì)量為8.6g；
根據(jù)CaCO₃

高溫  .

CaO+CO₂↑和“m₄=2.2g”，可知為二氧化碳的質(zhì)量，則可求出CaCO₃的質(zhì)量為5g，
故x：y的值=8.6g：5g=43：25．
故答案為：
（1）增大接觸面積，加快反應(yīng)速率（或使反應(yīng)更充分或提高原料的利用率等合理答案均給分）．
（2）CaCO₃
（3）常溫下K₂SO₄的溶解度�。�
（4）減少K₂SO₄的溶解．
（5）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（6）①檢查裝置的氣密性．  除去空氣中的CO₂和H₂O（意思相近均給分）．②偏小；43：25

點(diǎn)評(píng)：此題全面考查了學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力，難度比較大，解答時(shí)一定要注意知識(shí)的前后的聯(lián)系和綜合運(yùn)用．