Question

【题目】工业废料石膏（CaSO4·2H2O）可以“变废为宝”，用于生产氧化钙、硫酸钾、 电石（化学名称为碳化钙）等，某化学兴趣小组展开了如下系列研究。

一、高纯 CaO 的制备

【资料一】 I．石膏（CaSO4·2H2O）与碳粉高温煅烧生成氧化钙和几种气态非金属氧化物。 II．SO2 能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。甲同学用如下图 装置制备 CaO，并验证石膏与焦炭高温反应的其他产物。实验过程中发现：B 中无水硫酸铜变蓝，证明有 H2O 生成；C 中产生品红溶液褪色现象证 明有 SO2 生成；装置_________中无明显变化和装置 F 中______现象证明有 CO2 生成。

二、硫酸钾和电石的制备

（1）证明固体 M 中不含 CaCO3 的方法是_____________（写出实验的方法、现象）

（2）反应②的化学方程式为(NH4)2SO4+2KCl=K2SO4↓+2NH4Cl。

三、假设上述流程中制得的碳化钙（化学式为 CaCx）固体中只含杂质 CaO。乙小组同学为 测定 CaCx 中 x 的值进行如下实验。

【资料三】CaCx 在空气中灼烧生成 CaO 和 CO2。Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH 步骤一：称取 3.76g 样品于图 3 所示石英管中（测定装置图如图 3，夹持及加热装置省略）， 反应前缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的样品至反应完全后继续缓缓通入空气。测得丙溶 液的质量比反应前增重了 4.4g。（玻璃纤维可防止固体粉末进入导管） 步骤二：将石英管内剩余固体全部转移到水中，加入足量碳酸钠溶液，经搅拌、过滤、洗涤、 干燥等操作得到碳酸钙固体 6 克。试回答下列问题：

（1）装置甲的作用是_______。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是_____________。

（2）根据步骤一、二计算该样品中钙、碳、氧的质量比为_____。计算确定 CaCx的化学式_____。

（3）若碳酸钙未能完全干燥，则会导致 CaCx中的x的值______________（填“偏大”、“偏小”、 “无影响”）。

Answer 1

【答案】 E 澄清石灰水变浑浊 取少量固体于试管中，加入足量盐酸，若无明显变化，则固体 M 中无 CaCO3 除去空气中的 CO2 将生成的 CO2 带入装置丙中使其完全吸收 30:15:2 CaC2 偏小

【解析】根据所学知识和题中信息知，一、高纯 CaO 的制备。B 中无水硫酸铜变蓝，证明有 H2O 生成；C 中产生品红溶液褪色现象证 明有 SO2 生成；装置E中无明显变化和装置 F 中澄清石灰水变浑浊现象证明有 CO2 生成，二氧化碳与石灰水反应生成碳酸钙沉淀。二、硫酸钾和电石的制备。（1）证明固体 M 中不含 CaCO3 的方法是取少量固体于试管中，加入足量盐酸，若无明显变化，则固体 M 中无 CaCO3。三、假设上述流程中制得的碳化钙（化学式为 CaCx）固体中只含杂质 CaO。CaCx 在空气中灼烧生成 CaO 和 CO2。（1）装置甲的作用是除去空气中的 CO2，二氧化碳与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是将生成的 CO2 带入装置丙中使其完全吸收。（2）步骤一：称取 3.76g 样品，测得丙溶液的质量比反应前增重了 4.4g。步骤二：将石英管内剩余固体全部转移到水中，加入足量碳酸钠溶液，经搅拌、过滤、洗涤、 干燥等操作得到碳酸钙固体 6 克。根据步骤一、生成二氧化碳质量是4.4g,步骤二碳酸钙固体 6 克。碳质量∶4.4g× ×100％＝1.2g；钙质量∶6g× ×100％＝2.4g；氧的质量∶3.76g－1.2g－2.4g＝0.16g。

计算该样品中钙、碳、氧的质量比为2.4g∶1.2g∶0.16g＝30:15:2。CaCx在空气中灼烧生成 CaO 和 CO2，CaCx＋﹙﹚O2 CaO＋xCO2，则 CaCx的化学式是CaC2。（3）若碳酸钙未能完全干燥，碳酸钙质量偏高，则会导致 CaCx中的x的值偏小。

点睛∶这是一道综合题，SO2 能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。无水硫酸铜变蓝，证明有 HO2 生成；C 中产生品红溶液褪色现象证 明有 SO2 生成。