工業(yè)廢料石膏(CaSO4?2H2O)可以“變廢為寶”,用于生產(chǎn)氧化鈣、硫酸鉀、電石(化學(xué)名稱為碳化鈣)等。某研究性學(xué)習(xí)小組展開了如下系列研究。
一、高純CaO的制備
【資料一】
Ⅰ.石膏(CaSO4?2H2O)與碳粉高溫煅燒生成氧化鈣和幾種氣態(tài)非金屬氧化物。
Ⅱ.SO2能使品紅溶液褪色,也能使澄清石灰水變渾濁。
甲同學(xué)用如圖1裝置制備CaO并驗證石膏與焦炭高溫反應(yīng)的其他產(chǎn)物。
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/201708/177/ddc609ec.png)
實驗過程中發(fā)現(xiàn):B中無水硫酸銅變藍;C中產(chǎn)生品紅溶液褪色品紅溶液褪色現(xiàn)象證明有SO2生成;裝置EE中無明顯變化和裝置F中澄清石灰水變渾濁澄清石灰水變渾濁現(xiàn)象證明有CO2生成。寫出石膏與碳粉在高溫條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式:2CaSO4?2H2O+C 高溫 2CaO+CO2↑+2SO2↑+4H2O↑2CaSO4?2H2O+C 高溫 2CaO+CO2↑+2SO2↑+4H2O↑。
二、硫酸鉀和電石的制備
乙同學(xué)模擬生產(chǎn)化肥硫酸鉀和電石的流程如圖2:
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/201708/177/a8fd7fc0.png)
【資料二】CaO與C在高溫下反應(yīng)生成碳化鈣(化學(xué)式為CaCx)和CO。
(1)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為CaSO4+(NH4)2CO3═CaCO3↓+(NH4)2SO4CaSO4+(NH4)2CO3═CaCO3↓+(NH4)2SO4。證明固體M中不含CaCO3的方法是取少量固體于試管中,加入稀鹽酸,無氣泡生成,則無碳酸鈣取少量固體于試管中,加入稀鹽酸,無氣泡生成,則無碳酸鈣(寫出實驗的方法、現(xiàn)象)。
(2)反應(yīng)②的化學(xué)方程式為(NH4)2SO4+2KCl═K2SO4↓+2NH4Cl,該反應(yīng)能析出K2SO4晶體的原因是相同條件下,硫酸鉀的溶解度小于氯化銨的溶解度相同條件下,硫酸鉀的溶解度小于氯化銨的溶解度。
三、假設(shè)上述流程中制得的碳化鈣(化學(xué)式為CaCx)固體中只含雜質(zhì)CaO,乙小組同學(xué)為測定CaCx中x的值進行如下實驗。
![](https://img.jyeoo.net/quiz/images/201708/177/2eaa11bf.png)
【資料三】CaCx在空氣中灼燒生成CaO和CO2。
步驟一:稱取3.76g樣品于圖3所示石英管中(測定裝置圖如圖3,夾持及加熱裝置省略),反應(yīng)前緩緩?fù)ㄈ肟諝?,高溫灼燒石英管中的樣品至反?yīng)完全后繼續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝猓瑴y得丙溶液的質(zhì)量比反應(yīng)前增重了4.4g。(玻璃纖維可防止固體粉末進入導(dǎo)管)
步驟二:將石英管內(nèi)剩余固體全部轉(zhuǎn)移到水中,加入足量碳酸鈉溶液,經(jīng)攪拌、過濾、洗滌、干燥等操作得到碳酸鈣固體6克。試回答下列問題:
(1)裝置甲的作用是除去空氣中的二氧化碳除去空氣中的二氧化碳。反應(yīng)完全后繼續(xù)緩緩?fù)ㄈ肟諝獾哪康氖?!--BA-->使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被丙裝置吸收使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被丙裝置吸收。
(2)根據(jù)步驟一、二計算該樣品中鈣、碳、氧的質(zhì)量比為30:15:230:15:2,
計算確定CaCx的化學(xué)式(請寫出計算過程)CaC2CaC2
(3)若碳酸鈣未能完全干燥,則會導(dǎo)致CaCX中的x的值偏小偏小(填“偏大”、“偏小”、“無影響”)
高溫
高溫
【答案】品紅溶液褪色;E;澄清石灰水變渾濁;2CaSO4?2H2O+C 2CaO+CO2↑+2SO2↑+4H2O↑;CaSO4+(NH4)2CO3═CaCO3↓+(NH4)2SO4;取少量固體于試管中,加入稀鹽酸,無氣泡生成,則無碳酸鈣;相同條件下,硫酸鉀的溶解度小于氯化銨的溶解度;除去空氣中的二氧化碳;使反應(yīng)生成的二氧化碳全部被丙裝置吸收;30:15:2;CaC2;偏小
高溫
【解答】
【點評】
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