Question

某实验小组利用废硫酸制备K₂SO₄并研究CaSO₄?2H₂O加热分解的产物．
（一）K₂SO₄的制备

（1）将CaCO₃研成粉末的目的是

 

_．
（2）上述流程中可循环使用的物质有CO₂和

 

（填写化学式）．
（3）反应III中相关物质的溶解度如表．你认为反应III在常温下能实现的原因是

 

．

物质	KCl	K2SO4	NH4Cl	M
溶解度/g（常温）	34.0	11.1	37.2	19.5

（4）不用水而用饱和K₂SO₄溶液洗涤反应III所得晶体的目的是

 

．
（二）研究CaSO_4?2H₂O加热分解的产物
（5）分离所得的CaSO_4?2H₂O含有CaCO₃，可用盐酸除去，该化学反应方程式为

 

．
（6）为了测定CaSO_4?2H₂O和CaCO₃的质量比x：y，实验小组利用如图所示的装置（夹持仪器省略）进行实验．

①实验前首先要

 

，再装入样品．装置A的作用是

 

．
②已知CaSO_4?2H₂O在160℃生成CaSO₄，1350℃时CaSO₄开始分解；CaCO₃在900℃时分解完全．现控制B装置900℃进行实验采集了如下数据：
a．反应前玻璃管与样品的总质量m₁g        b．反应后玻璃管中固体的质量m₂g
c．装置C实验后增重m₃g                  d．装置D实验后增重m₄g
某同学选用b、d或c、d数据组合求出的值x：y，若无装置E，则实验测定结果将

 

（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．若实验测得m₃=1.8g，m₄=2.2g，求x：y的值（写出计算过程）．（已知CaSO_4?2H₂O的相对分子质量是172）

Answer 1

考点：物质的相互转化和制备,常见气体的检验与除杂方法,酸的化学性质,盐的化学性质,根据化学反应方程式的计算

专题：物质的制备

分析：解答此类题目时要反复阅读题意，明确题目的要求和前后的关联，然后进行解答．
（1）把反应物研成粉末是为了加快反应速率．
（2）如果生成物和反应物中都有某种物质，这种物质一般可循环利用；
（3）从生成物的溶解度大小考虑反应能否发生．
（4）结合实验目的判断，检验氯离子时要排除硫酸根的干扰；
（5）根据碳酸钙和稀盐酸的反应书写化学方程式；
（6）多个装置进行实验时首先要检查装置的气密性；根据碱石灰的性质判断，它能吸收水和二氧化碳．根据化学方程式进行计算x：y的值．

解答：解：
（1）将CaCO₃研成粉末，可以增大反应物的接触面积，其目的是加快反应速率．
（2）观察上述流程，发现二氧化碳和碳酸钙既是反应物也是生成物，故可循环使用的物质有CO₂和CaCO₃．
（3）根据复分解反应发生的条件，反应Ⅲ中随没有不溶物，但常温下K₂SO₄的溶解度小，在生成物中会以沉淀的形式出现，故反应可以进行．
（4）不用水而用饱和K₂SO₄溶液洗涤反应Ⅲ所得晶体的目的是减少K₂SO₄的溶解；为检验此晶体是否洗涤干净，可取最后一次洗涤液，先加入过量的Ba（NO₃）₂溶液，振荡、静置，目的是除去硫酸根，再向上层清液中滴加AgNO₃溶液，如果没有白色沉淀，说明洗涤干净．
（5）碳酸钙能与稀盐酸反应，硫酸钙和稀盐酸不反应，故分离所得的CaSO₄?2H₂O含有CaCO₃，可用盐酸除去，该的化学反应方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
（6）为了测定CaSO₄?2H₂O和CaCO₃的质量比x：y，①实验前首先要检查装置的气密性，再装入样品．装置A的作用是除去空气中的CO₂和H₂O，防止它们影响实验结果．②装置E的作用是吸收空气中的水和二氧化碳，如没有装置E，则实验测定结果将偏小．
根据CaSO₄?2H₂O

△   .

CaSO₄+2H₂O和“实验测得m₃=1.8g”，则知为水的质量，则可求出CaSO₄?2H₂O的质量为8.6g；
根据CaCO₃

高温  .

CaO+CO₂↑和“m₄=2.2g”，可知为二氧化碳的质量，则可求出CaCO₃的质量为5g，
故x：y的值=8.6g：5g=43：25．
故答案为：
（1）增大接触面积，加快反应速率（或使反应更充分或提高原料的利用率等合理答案均给分）．
（2）CaCO₃
（3）常温下K₂SO₄的溶解度小．
（4）减少K₂SO₄的溶解．
（5）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O
（6）①检查装置的气密性．  除去空气中的CO₂和H₂O（意思相近均给分）．②偏小；43：25

点评：此题全面考查了学生对知识的掌握和应用能力，难度比较大，解答时一定要注意知识的前后的联系和综合运用．