Question

碳酸钙和硫酸钙都是钙的重要化合物，它们在生产生活中都有着广泛的应用。甲、乙两组同学分别对碳酸钙的制备、硫酸钙的性质进行了以下探究，请你参与并完成对有关问题的解答。    

(1)甲组使用大理石(含少量的Fe₂O₃杂质)等物质制备碳酸钙的实验流程如下：

①溶解大理石时，用硝酸而不用硫酸的原因是                            。

②上述流程中，“分离”得产品所包含的实验操作依次为：过滤、          、          。

③“滤液A”中除H⁺离子外，还含有的阳离子是             ；检验该阳离子的实验方法是：取少量滤液A与          在试管中混合、加热充分反应，将湿润的红色石蕊试纸(或pH试纸)靠近试管口，观察现象即可。

(2)乙组对某硫酸钙晶体(xCaS0₄·yH₂0)加热分解的有关反应进行探究。他们取6.52g该晶体进行加热，加热过程中，固体质量随时间的变化情况如下图所示。又知t₅～t₆时间段内固体质量减轻的原因是产生了两种气体，反应的化学方程式为：

2CasO₄ 2CaO+2S0₂↑+O₂↑。

①加热时，该晶体开始发生化学变化的时间是        (填“t₁”、“t₃”或“t₅”)。

②t₄～t₅时间段固体的化学式为                            。

③t_l～t₂时间段固体发生反应的化学方程式为                                     。

 

Answer 1

【答案】

（1）①硫酸钙微溶于水（1分）

②洗涤（1分）     干燥（1分）

③NH₄⁺（或铵根离子）（1分）     烧碱（溶液）（1分）

（2）①t₁（1分）

②CaSO₄（2分）

③2CaSO₄·3H₂O2CaSO₄·H₂O＋2H₂O（2分）

【解析】

试题分析：

（1）①要溶解大理石，不能生成微溶性物质，硫酸钙微溶于水，硝酸钙易溶于水；②从溶液中分离出固体过程：过滤，洗涤固体，干燥固体；

③要使得溶液中的Ca²⁺完全沉淀，加入的（NH₄）₂CO₃必须过量，过滤后滤液中含有过量的NH₄⁺，检验NH₄⁺的方法是在溶液中加入NaOH溶液并加热，再湿润的红色石蕊试纸靠近试管口，观察到红色石蕊试纸变成蓝色。

（2）①化学变化要生成新的物质，从t₁开始，固体的质量发生改变，说明晶体开始失去晶结水，化学变化开始了。

②题干中“又知t₅～t₆时间段内固体质量减轻的原因是产生了两种气体”说明从t₄开始，结晶水已全部失去，固体变成CaSO₄；③从图上可知，m_（CaSO4）=5.44g，n_（CaSO4）=0.04mol，m_（H2O）=6.52g—5.44g=1.08g，n_（H2O）=0.06mol

xCaS0₄·yH₂0   ～      CaSO₄   ～      H₂O    

                                  0.04mol        0.06mol

X =2  y=3

  t_l～t₂时间段内，水的质量减少6.52g—5.80g=0.72g，物质的量0.04mol；晶体中还剩余的结晶水1.08g-0.72g=0.36g，物质的量0.02mol ，n_（CaSO4）：n_{（剩余结晶水）}：n_{（失去结晶水）}=0.04mol ：0.02mol：0.04mol = 2：1：2，t₂时晶体的化学式为2CaSO₄·H₂O

t_l～t₂时间段内发生的化学反应为：2CaSO₄·3H₂O2CaSO₄·H₂O＋2H₂O

考点：考查化学方程式计算的知识。