Question

1．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CaS+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CaSO₄燃料反应器中，CO与CaSO₄发生的反应方程式为4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS
（2）通过燃料反应器制得高温CO₂和H₂O（气），为获取纯净的CO₂，常用的物理分离方法是
冷却
（3）实验室模拟CO与石膏（CaSO₄•2H₂O）的反应，并测定CO与石膏（CaSO₄•2H₂O）是否完全，设计装置如图2．

 ①广口瓶B的作用是安全瓶 该实验尾气无毒，则C装置的作用是检测并吸收一氧化碳，C中反应的化学方程式为2CuCl+2CO+4NH₃+2H₂O=2Cu↓+（NH₄）₂C₂O₄+2NH₄ Cl
 ②完成实验步骤（已知热的CaS会跟氧气反应）．

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中有气泡冒出，生成红色物质（填反应现象）
点燃A处酒精喷灯	D中生成白色沉淀（填反应现象）
停止加热，继续通一会CO，冷却		通CO的目的是将生成气体全部排入后面的装置中
取A中残留固体，加足量稀盐酸	有气泡冒出（填反应现象），有少量不溶物	CaS+2HCl=CaCl2+H2S↑，说明石膏样品转化不完全（选填完全或不完全）

（4）若所取石膏样品（CaSO₄•2H₂O）质量为1.72g，装置D中产生的BaCO₃的质量为7.092g，则石膏样品的转化率为71.2%．[转化率=$\frac{实际参加反应的质量}{样品质量}$×100%，Mr（BaCO₃）=197]，
（5）D装置中不宜使用澄清石灰水，请从两个角度加以说明：澄清石灰水能够吸收的二氧化碳的量很少；碳酸钙的质量不易测量．．

Answer 1

分析 本题属于给材料综合实验探究探究题，通过分析题目及题干中隐藏的条件，逐一对复杂的实验题目进行解答．
（1）仔细观察图示，找出反应物生成物，即可得出答案；
（2）冷却可以将两者分开，根据物理性质可以作答；
（3）①一般连接在加热玻璃装置和装有溶液的集气瓶装置之间的装置具有安全瓶的作用；仔细审题，尾气无毒，而反应物有CO，故可以得出答案；根据质量守恒定律，原子个数守恒，可以作答；②分析实验，可得出实验现象；反应后排气一般可以防倒吸和排出气体，本题有安全瓶，故可得出答案．
（4）根据化学方程式计算，可得出实际参加反应的CaSO₄质量．
（5）氢氧化钙微溶，不能用于大量吸收二氧化碳．

解答 （1）空气反应器中空气进入，氮气排出，说明留下了氧气参加反应，又已知是化和反应，所以生成物是硫酸钙，故化学方程式为：CaS+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CaSO₄；燃烧反应器中，CO转化成CO₂，故化学方程式为：4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS．
（2）冷却CO₂和H₂O，水蒸气变成液态，故可以将两者分离．
（3）①广口瓶B的作用是安全瓶，防止停止加热后，因为玻璃管内气压骤降，导致C中溶液倒吸进入玻璃管中，使试管炸裂；该实验尾气无毒，说明有毒的CO气体被吸收，故装置C的作用是检测并吸收有毒的CO气体；根据质量守恒定律，可知碳原子个数守恒，推测出反应物是CO且其化学计量数为1，由此可以进一步得出化学方程式为：2CuCl+2CO+4NH₃+2H₂O=2Cu↓+（NH₄）₂C₂O₄+2NH₄ Cl．
②根据反应生成红色的铜，可知实验现象是有气泡冒出，生成红色物质；点燃A处酒精灯，生成的CO₂和Ba（OH）₂ 反应生成白色沉淀；停止加热继续通入CO的目的是将试管内残留的二氧化碳排入装置D中，使其可知全部被吸收；A中残留固体中一定有的硫化钙会反应生成硫化氢气体所以有气泡冒出，而仍然有不溶物，说明有硫酸钙未完全反应．
（4）根据化学方程式 生成7.092g的BaCO₃可知反应的CO₂质量为1.584g；再根据4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS可计算出CaSO₄质量为1.224g；则石膏样品的转化率为$\frac{1.224g}{1.72g}×100%≈71.2%$；
（5氢氧化钙在水中微溶，澄清石灰水能够吸收的二氧化碳的量很少；碳酸钙的质量不易测量．

故答案为：（1）CaS+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CaSO₄；4CO+CaSO₄=4CO₂+CaS；（2）冷却；（3）①安全瓶；检测并吸收一氧化碳；2CuCl+2CO+4NH₃+2H₂O=2Cu↓+（NH₄）₂C₂O₄+2NH₄Cl；②有气泡冒出，生成红色物质；生成白色沉淀；将生成气体全部排入后面的装置中；有气泡冒出；不完全；（4）71.2%；（5）澄清石灰水能够吸收的二氧化碳的量很少；碳酸钙的质量不易测量．

点评 本题难度中等偏上，是对实验的综合性考察，比较侧重基础能力，全方面考察化学思维．