Question

11．為了測定樣品CaSO₄•xH₂O和CaCO₃混合物的組成，實驗小組利用如圖所示的裝置（夾持儀器省略）進行實驗．

（1）實驗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．
（2）C裝置的作用是應用了濃硫酸具有吸水性的性質．
（3）已知CaSO₄•xH₂O失去全部結晶水的溫度為160℃，1350℃時CaSO₄開始分解；CaCO₃在900℃時分解完全．現控制B裝置溫度900℃進行實驗，并采集了如下實驗數據：
a．樣品的質量為m₁g             b．反應后玻璃管中固體的質量為m₂g
c．裝置C實驗后增重m₃g         d．裝置D實驗后增重m₄g
若實驗測得m₁=22.20g，m₃=3.60g，m₄=2.20g．
求：①樣品中CaCO₃的質量；②x的值．2
（4）裝置E的作用是防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D，若缺少E裝置，測得CaCO₃的質量偏大（選填“偏大”、“偏小”、“不變”，下同），x的值會偏大．
（5）你認為還可選用下列C（選填序號）數據組合也可求出x的值．
A．ab          B．abd          C．bcd
（6）CaSO₄當溫度達到1350℃時分解會產生一種固體氧化物與兩種氣體，其中一種氣體能使高錳酸鉀溶液褪色，其分解的化學方程式為2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．

Answer 1

分析 （1）根據多個裝置進行實驗時首先要檢查裝置的氣密性，堿石灰的性質判斷，它能吸收水和二氧化碳進行分析；
（2）根據濃硫酸有吸水性進行分析；
（3）根據濃硫酸有吸水性，濃硫酸增加的質量就是硫酸鈣晶體中結晶水的質量，堿石灰增加的質量就是碳酸鈣分解生成的二氧化碳的質量，然后依據化學方程式進行計算；
（4）根據E裝置的作用判斷；
（5）根據樣品減少的質量是二氧化碳和結晶水的質量進行分析；
（6）根據CaSO₄當溫度達到1350℃時會分解產生一種固體氧化物與兩種氣體，其中一種氣體能使高錳酸鉀溶液褪色，所以生成了二氧化硫、氧化鈣，硫酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣、二氧化硫和氧氣進行分析．

解答 解：（1）實驗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，防止它們影響實驗結果；
（2）C裝置的作用是應用了濃硫酸具有吸水性的性質；
（3）設參加樣品中碳酸鈣的質量為x
CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CaO+CO₂↑
100           44
x             2.2g
 $\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$
  x=5g
CaSO₄•xH₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaSO₄+xH₂O
146+18x             18x
22.2g-5g             3.6g
  $\frac{146+18x}{22.2g-5g}$=$\frac{18x}{3.6g}$
   x=2
（4）裝置E是為了防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D，影響實驗結果，若缺少E裝置，測得CaCO₃的質量偏大，x的值會偏大；
（5）通過分析可知，還可選用下列C數據組合也可求出x的值；
（6）CaSO₄當溫度達到1350℃時會分解產生一種固體氧化物與兩種氣體，其中一種氣體能使高錳酸鉀溶液褪色，所以生成了二氧化硫、氧化鈣，硫酸鈣在高溫的條件下生成氧化鈣、二氧化硫和氧氣，化學方程式為：2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．
故答案為：（1）檢查裝置的氣密性，除去空氣中的CO₂和H₂O；
（2）吸水性；
（3）x=5g，2；
（4）防止空氣中的二氧化碳和水蒸氣進入裝置D，偏大，偏大；
（5）C；
（6）2CaSO₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CaO+2SO₂↑+O₂↑．

點評 本題全面考查了學生對知識的掌握和應用能力，難度比較大，解答時一定要注意知識的前后的聯系和綜合運用．