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(chǎn)物。

（一）K2SO4的制備

（1）將CaCO3研成粉末的目的是___________________________________。

（2）M物質(zhì)的化學(xué)式為__________。

（3）反應(yīng)Ⅲ中相關(guān)物質(zhì)的溶解度如下表。

物質(zhì)	KCl	K2SO4	NH4Cl	M
溶解度/g（25℃）	34.0	11.1	37.2	19.5

反應(yīng)Ⅲ在常溫下能實現(xiàn)的原因是_______________________________________。

（4）上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2和_____________（填寫化學(xué)式）。

（二）研究CaSO42H2O加熱分解的產(chǎn)物

（5）分離出的CaSO42H2O中常含有CaCO3，可用鹽酸除去CaCO3，

該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________________________。

（6）為了測定CaSO42H2O和CaCO3的質(zhì)量比x：y，實驗小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗。注：堿石灰的主要成分為NaOH和CaO。

① 實驗前首先要________________，再裝入樣品。裝置A的作用是_________________。

② 已知：CaSO42H2O在160℃生成CaSO4，1350℃時CaSO4開始分解； CaCO3在900℃時分解完全。

現(xiàn)控制B裝置溫度900℃進行實驗并采集了如下數(shù)據(jù)：

a．反應(yīng)前玻璃管與樣品的質(zhì)量m1g b．反應(yīng)后玻璃管中固體的質(zhì)量為m2g

c．裝置C實驗后增重m3g d．裝置D實驗后增重m4g

某同學(xué)選用b、d或c、d數(shù)據(jù)組合求出x：y的值，若無裝置E，則實驗測定結(jié)果將______。（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）你認(rèn)為還可選用上述的________________（選填序號）兩個數(shù)據(jù)組合也可求出x：y的值。

（7）CaSO42H2O受熱會逐步失去結(jié)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(zhì)量隨溫度的變化情況如圖所示。

則G點固體的化學(xué)式是_________________。

Answer 1

【答案】 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） (NH4)2SO4 常溫下K2SO4的溶解度小 CaCO3 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 檢查裝置的氣密性 除去空氣中的CO2和H2O 偏小 b、c CaSO4H2O

【解析】（一）（1）根據(jù)將CaCO3研成粉末，碳酸鈣與硫酸接觸面積更大，其目的是加快反應(yīng)速率解答；（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律分析解答；（3）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析解答；（4）根據(jù)流程圖分析解答；（二）（5）根據(jù)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳解答；（6）①根據(jù)凡是有氣體生成或參加反應(yīng)的實驗需要先檢查裝置氣密性解答；根據(jù)除去空氣中的CO2和H2O，防止干擾實驗解答；②根據(jù)E裝置能除去空氣中的CO2分析解答；根據(jù)B、C裝置的質(zhì)量變化分析解答；（7）G點處減少的質(zhì)量是失去了部分結(jié)晶水后的質(zhì)量分析解答。（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）由物質(zhì)M與KCl反應(yīng)生成K2SO4和NH4Cl可知，M是(NH4)2SO4；（3）由表中數(shù)據(jù)可知，四種物質(zhì)中硫酸鉀的溶解度最小，故反應(yīng)Ⅲ在常溫下能實現(xiàn)的原因是常溫下K2SO4的溶解度小；（4）由流程圖可知，可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2和CaCO3；（二）（5）碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O；（6）①實驗前首先要檢查裝置的氣密性，再裝入樣品；堿石灰能吸收水分和二氧化碳，故裝置A的作用是除去空氣中的CO2和H2O；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(jié)果將偏小；通過裝置C可確定生成水的質(zhì)量，故還可選用上述的bc兩個數(shù)據(jù)組合也可求出x：y的值；（7）CaSO42H2O受熱會逐步失去結(jié)晶水．取純凈CaSO42H2O固體，放在（5）的實驗裝置B中進行加熱，①G點處減少的質(zhì)量是失去了部分結(jié)晶水后的質(zhì)量，故此時固體的化學(xué)式是CaSO4H2O。