题目内容

11.为了测定样品CaSO4•xH2O和CaCO3混合物的组成,实验小组利用如图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验.

(1)实验前首先要检查装置的气密性,再装入样品.装置A的作用是除去空气中的CO2和H2O.
(2)C装置的作用是应用了浓硫酸具有吸水性的性质.
(3)已知CaSO4•xH2O失去全部结晶水的温度为160℃,1350℃时CaSO4开始分解;CaCO3在900℃时分解完全.现控制B装置温度900℃进行实验,并采集了如下实验数据:
a.样品的质量为m1g             b.反应后玻璃管中固体的质量为m2g
c.装置C实验后增重m3g         d.装置D实验后增重m4g
若实验测得m1=22.20g,m3=3.60g,m4=2.20g.
求:①样品中CaCO3的质量;②x的值.2
(4)装置E的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,若缺少E装置,测得CaCO3的质量偏大(选填“偏大”、“偏小”、“不变”,下同),x的值会偏大.
(5)你认为还可选用下列C(选填序号)数据组合也可求出x的值.
A.ab          B.abd          C.bcd
(6)CaSO4当温度达到1350℃时分解会产生一种固体氧化物与两种气体,其中一种气体能使高锰酸钾溶液褪色,其分解的化学方程式为2CaSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑.

分析 (1)根据多个装置进行实验时首先要检查装置的气密性,碱石灰的性质判断,它能吸收水和二氧化碳进行分析;
(2)根据浓硫酸有吸水性进行分析;
(3)根据浓硫酸有吸水性,浓硫酸增加的质量就是硫酸钙晶体中结晶水的质量,碱石灰增加的质量就是碳酸钙分解生成的二氧化碳的质量,然后依据化学方程式进行计算;
(4)根据E装置的作用判断;
(5)根据样品减少的质量是二氧化碳和结晶水的质量进行分析;
(6)根据CaSO4当温度达到1350℃时会分解产生一种固体氧化物与两种气体,其中一种气体能使高锰酸钾溶液褪色,所以生成了二氧化硫、氧化钙,硫酸钙在高温的条件下生成氧化钙、二氧化硫和氧气进行分析.

解答 解:(1)实验前首先要检查装置的气密性,再装入样品;装置A的作用是除去空气中的CO2和H2O,防止它们影响实验结果;
(2)C装置的作用是应用了浓硫酸具有吸水性的性质;
(3)设参加样品中碳酸钙的质量为x
CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$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)装置E是为了防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,影响实验结果,若缺少E装置,测得CaCO3的质量偏大,x的值会偏大;
(5)通过分析可知,还可选用下列C数据组合也可求出x的值;
(6)CaSO4当温度达到1350℃时会分解产生一种固体氧化物与两种气体,其中一种气体能使高锰酸钾溶液褪色,所以生成了二氧化硫、氧化钙,硫酸钙在高温的条件下生成氧化钙、二氧化硫和氧气,化学方程式为:2CaSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑.
故答案为:(1)检查装置的气密性,除去空气中的CO2和H2O;
(2)吸水性;
(3)x=5g,2;
(4)防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入装置D,偏大,偏大;
(5)C;
(6)2CaSO4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CaO+2SO2↑+O2↑.

点评 本题全面考查了学生对知识的掌握和应用能力,难度比较大,解答时一定要注意知识的前后的联系和综合运用.

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