题目内容
【题目】化学链燃烧是新的燃烧概念，即燃料不直接与空气接触燃烧，而是以载氧体（如CaSO4等）在两个反应器之间的循环来实现燃料的燃烧过程（如图1）。请回答下列问题：
（1）空气反应器中主要发生化合反应，化学方程式为_____。燃料反应器中， CO与CaSO4发生的反应方程式为
。
（2）实验室模拟CO与石膏（CaSO4﹒2H2O）的反应，并测定CO与石膏（CaSO4﹒2 H2O）是否反应完全，设计装置如图2。
①广口瓶B的作用是_____。C中反应的化学方程式为
_____
，C装置的作用是_____，该实验的尾气无毒。
②完成实验报告（已知：热的CaS会跟氧气反应；氯化亚铜和氨水混合溶液为无色）。
实验步骤 | 现象 | 分析与解释 |
检查气密性并装填好药品后，首先应先通一会CO | C中_____（填反应现象） | |
点燃A处酒精喷灯 | D中_____（填反应现象） | |
停止加热，继续通一会CO，直到装置冷却 | 继续通CO目的：（1）使生成的CO2全部被氢氧化钡溶液吸收； （2）_____ | |
取A中残留固体，加足量稀盐酸 | _____（填反应现象），有少量不溶物 |
|
（3）若所取石膏样品（CaSO4﹒2 H2O）质量为1.00g，装置D中产生的BaCO3的质量为3.94g，求石膏样品的转化率。_____（转化率：
，己知BaCO3的相对分子质量为197）（写出计算过程）
（4）D装置中不宜使用澄清石灰水的理由是_____。
【答案】
安全瓶（或防止倒吸） 2CO 除去CO（吸收没有参加反应的CO） 出现红色固体， 出现白色浑浊 防止CaS在热的情况下被氧化 出现气泡 不完全 86% 氢氧化钙微溶于水，一定量的澄清石灰水中所含溶质少，吸收CO2不完全
【解析】
（1）空气反应器中空气进入，氮气排出，说明氧气参加了反应，空气反应器中另外加入的物质是硫化钙，又已知该反应是化合反应，所以该反应中反应物是CaS和O2，生成物是硫酸钙，化学方程式为：。燃料反应器中， CO与CaSO4发生的反应方程式为：
。
（2）实验室模拟CO与石膏（CaSO4﹒2H2O）的反应，并测定CO与石膏（CaSO4﹒2 H2O）是否反应完全，设计装置如图2。
①图中广口瓶B的作用是：做安全瓶（或防止倒吸），因为两个导气管都是稍微露出橡皮塞，所以实验中即使C中有液体倒流，也不会进入A中，不会导致A中的玻璃管炸裂。题中需要补充完整的化学方程式是：2CuCl+_____+4NH3+2H2O=2Cu↓+(NH4)2C2O4+2NH4Cl，根据化学反应前后原子的种类和数目不变，该反应生成物中各原子的个数是：Cu：2，N：4，H：16，C：2，O：4，Cl：2；反应物中已知的各原子个数是：Cu：2，N：4，H：16，O：2，Cl：2，可见反应前缺少：C：2 ，O：2，因此方程式中需补充：2CO；图②CO与CaSO4反应过程中可能有少量CO没有参加反应，CO有毒，如果直接排放会污染空气，且题中已经说明该实验的尾气无毒，可见没有参加反应的CO已经被C装置除去，因此C装置的作用是：除去CO（或吸收没有参加反应的CO）。
②完成实验报告
检查气密性并装填好药品后，首先应先通一会CO，根据反应2CuCl+2CO+4NH3+2H2O=2Cu↓+(NH4)2C2O4+2NH4Cl，CO进入C中与氯化亚铜和氨水混合溶液反应会生成铜，故C中现象为：出现红色固体（或沉淀）；
点燃A处酒精喷灯，根据题中提供的信息：
，反应中生成CO2，因为Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O，碳酸钡是难溶于水的白色固体，故D中出现白色浑浊现象；
停止加热，继续通一会儿CO，直到装置冷却，继续通CO目的：（1）将玻璃管内残留的二氧化碳排入装置D中，使生成的CO2全部被氢氧化钡溶液吸收；（2）根据题中提供的信息，热的CaS会跟氧气反应，因此继续通CO的另一目的是防止CaS在热的情况下被氧化；
取A中残留固体，加足量稀盐酸，A中残留的固体中一定含有硫化钙，根据提供的实验结论，CaS会和稀盐酸反应生成硫化氢气体，所以出现的现象应该是：有气泡冒出；因为硫酸钙不能和稀盐酸反应，所以仍然有不溶物，说明有硫酸钙没有完全转化，故填：不完全。
（3）计算石膏样品的转化率。
设反应中生成二氧化碳的质量为x。
解得x=0.88g
设参加反应的硫酸钙的质量为y。
解得y=0.68g
根据计算得到的参加反应的CaSO4质量和石膏的化学式CaSO4﹒2H2O，参加反应的CaSO4﹒2H2O质量为：
根据转化率计算公式，石膏样品的转化率：
。
（4）因为氢氧化钙微溶于水，一定量的澄清石灰水中所含溶质少，吸收CO2不完全，所以D装置中不宜使用澄清石灰水。而氢氧化钡易溶于水，一定量的氢氧化钡溶液中含有的溶质多，二氧化碳能被完全吸收，实验结果准确。
【题目】小明在收拾实验室时发现有一瓶没有盖瓶盖的氢氧化钙固体，报告老师后，老师告诉同学们这瓶固体可能已经变质了。于是小明和小组的同学们一起探究这瓶久置于空气中的氢氧化钙固体的成分。
（提出问题）：久置于空气中的氢氧化钙固体的成分？
（猜 想）：猜想 1：氢氧化钙 猜想 2：碳酸钙 猜想 3：_______
（实验验证）：
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
（1）取少量固体样品于试管中，加入一定的水振荡，静置 | ||
（2）取步骤（1）中的上层清液，滴加 2-3 滴无色酚酞试液，振荡 | ______ | 样品中含有氢氧化钙 |
（3）往上面试管中的剩余固体中倒入足量的稀盐酸 | ______ | 样品中含有碳酸钙 |
（得出结论）：猜想 3 正确
（实验反思）：上述实验中产生气泡的化学方程式为：______
（拓展提升）：进一步探究这瓶氢氧化钙固体的变质程度，计算固体样品中氢氧化钙的质量分数？
（实验设计）：小明和同学们设计了如下图所示的实验装置来测定样品中氢氧化钙的质量分数（铁架台、 铁夹等在图中均已省略）
（资料）：饱和碳酸氢钠溶液可以吸收盐酸挥发出来的 HCl 气体；碱石灰为 NaOH 和 CaO 的混合物；装置 F 用于吸收空气的气体
（实验步骤）：
①准确称量 10.0g 固体样品装入装置 B
②将装置 B 分别与 A、C、D 连接，打开开关 K1，从 A 处鼓入空气，几分钟后，将开关 K1 关闭，再将已 称量过的干燥管 E、F 与 D 连接
③打开 B 中分液漏斗的活塞，再向 B 中缓缓的注入足量的稀盐酸
④待完全反应后，再次打开开关 K 缓缓鼓入空气几分钟，最后称量干燥管 E，增重 1.1g
（实验分析）
（1）已知装置 A 中试剂为某种碱性溶液，其作用是为了吸收空气中的某气体，写出吸收该气体所发生的
化学反应方程式：______________，实验前第一次鼓入空气是为了驱赶装置中的该气体，若反应后不鼓入空气，对测定结果的影响是_____________（填“偏大”或“偏小”）
（2）D 装置的作用是_____。
（3）根据干燥管 E 增加的质量，可推算出样品中氢氧化钙的质量分数为_______。
（4）实验结束后，同学们认为反应后的酸性废液不能直接进行排放，应该进行处理以后再排放，正确的处理方法是加入过量的______
A 熟石灰 B 碳酸钙 C 生石灰 D 氢氧化钠
