Question

资料显示：在煤中加入适量石灰石粉可使煤（含S）燃烧时产生的SO₂转化成固体CaSO₄ ，从而减少SO₂排放，该方法被称为钙基固硫。这一过程是通过以下两步反应实现的：

㈠ CaCO₃CaO+CO₂     ㈡ 2CaO+2SO₂+O₂ =2CaSO₄

对此，某实验小组利用下列实验装置和药品对其可行性进行了模拟探究。

已知实验所用样品：Ⅰ---S粉与CaCO₃粉末的混合物

Ⅱ---CaSO₄ 粉末

（1）实验一：①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O₂，加热至500℃左右，充分反应发现，B中红色消失、C中出现大量白色浑浊。停止该步实验的正确操作是         。

②取反应后D中溶液滴加过量盐酸，无明显现象。由此得知实验一过程中： A中发生反应的化学方程式是       ；C中反应的离子方程式是       。

③要获得与以上实验事实相一致的结论，可替代B中品红溶液的是       。

a.酚酞的NH₃·H₂O溶液              b.酸性KMnO₄溶液

c.酚酞的NaHCO₃溶液               d.Br₂的CCl₄溶液

（2）实验二：①取样品Ⅰ装入A中。连续通入过量O₂，并迅速加热升温，控制在1000℃左右，充分反应。发现B中红色消失，C中出现白色浑浊。

②取反应后D中溶液滴加过量盐酸，出现大量无色气泡，反应的离子方程式是         。

③反应结束后，将A中余下固体溶入水中，取其上层清液，滴加BaCl₂溶液，立即有白色沉淀出现。

由此得知实验二： A中发生的反应有       （填选 “㈠”、“㈡”）。

（3）实验三：取样品Ⅱ装入A中。连续通入过量O₂，加热至1200℃左右，充分反应，B中红色消失，则A中发生反应的化学方程式是         。比较实验一、二、三可知，如用该方法固硫，可行的基本条件是          。

（4）在中学化学实验室里，装置A通常只能选        为材料制作的玻璃管，但这种选择有一点不妥，其理由用化学方程式解释是：         。

（5）实验所需O₂若改由空气提供，且对上述实验探究事实不产生影响，应在A前添加一装有某药品的装置。请将该药品和装置图示在图中的虚线框内。

 

Answer 1

【答案】

①  撤掉喷灯，继续通入O₂至A冷却

②   S +O₂   SO₂    2SO₂+2H₂O+O₂+2Ba²⁺=2BaSO₄↓+4H⁺ 

③   a、b（2）②   CO₃^2-+2H⁺ =CO₂ ↑+H₂O③  （一）、（二）

（3）2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂ ↑ 燃烧温度需1000℃左右

（4）石英   ，     SiO₂₊CaO CaSiO₃（2分）

（5）图略（装置+药品）

【解析】

试题分析：（1）实验一：①取S粉与CaCO₃粉末的混合物高温灼烧，有SO₂产生，C中产生硫酸钡沉淀，D用来吸收过量的SO₂，停止实验时，为了避免倒吸，撤掉酒精喷灯以后，要持续通氧气一直到冷却。②取反应后D中溶液滴加过量盐酸，无明显现象，说明没有CO₂生成，CaCO₃粉末没有分解，只有硫燃烧生成了SO₂，C中SO₂被氧气氧化产生硫酸钡沉淀，③要获得与以上实验事实相一致的结论，可替代B中品红溶液的用酚酞的NH₃·H₂O溶液，红色褪去，a正确；b.酸性KMnO₄溶液，紫色褪去，正确；c.酚酞的NaHCO₃溶液，亚硫酸酸性比碳酸强，会产生CO₂，NaOH溶液会吸收CO₂，加盐酸有气体产生，错误；d.Br₂的CCl₄溶液，与SO₂不反应，无现象，错误。（2）实验二控制温度在1000℃左右，CaCO₃粉末分解，硫燃烧生成了SO₂，D中溶液吸收CO₂，产生碳酸盐，加入盐酸有大量气泡。（3）实验三：取样品CaSO₄ 粉末装入A中。连续通入过量O₂，加热至1200℃左右，充分反应，B中红色消失，说明CaSO₄分解，有SO₂生成，因此用此方法固硫时，温度应选择实验二的温度，过低CaCO₃粉末没有分解，过高CaSO₄分解又有SO₂生成，不能起到固硫的作用。（4）在中学化学实验室里，装置A通常选择石英材料，但是SiO₂和CaO在高温下会反应。（5）实验所需O₂若改由空气提供，且对上述实验探究事实不产生影响，应在A前添加一装有NaOH的洗气瓶，除去空气中的CO₂。

考点：考查元素化合物的性质、物质的制备、实验基本操作、实验装置