Question

資料顯示：在煤中加入適量石灰石粉可使煤（含S）燃燒時產生的SO₂轉化成固體CaSO₄ ，從而減少SO₂排放，該方法被稱為鈣基固硫。這一過程是通過以下兩步反應實現的：

㈠ CaCO₃CaO+CO₂     ㈡ 2CaO+2SO₂+O₂ =2CaSO₄

對此，某實驗小組利用下列實驗裝置和藥品對其可行性進行了模擬探究。

已知實驗所用樣品：Ⅰ---S粉與CaCO₃粉末的混合物

Ⅱ---CaSO₄ 粉末

（1）實驗一：①取樣品Ⅰ裝入A中。連續通入過量O₂，加熱至500℃左右，充分反應發現，B中紅色消失、C中出現大量白色渾濁。停止該步實驗的正確操作是         。

②取反應后D中溶液滴加過量鹽酸，無明顯現象。由此得知實驗一過程中： A中發生反應的化學方程式是       ；C中反應的離子方程式是       。

③要獲得與以上實驗事實相一致的結論，可替代B中品紅溶液的是       。

a.酚酞的NH₃·H₂O溶液              b.酸性KMnO₄溶液

c.酚酞的NaHCO₃溶液               d.Br₂的CCl₄溶液

（2）實驗二：①取樣品Ⅰ裝入A中。連續通入過量O₂，并迅速加熱升溫，控制在1000℃左右，充分反應。發現B中紅色消失，C中出現白色渾濁。

②取反應后D中溶液滴加過量鹽酸，出現大量無色氣泡，反應的離子方程式是         。

③反應結束后，將A中余下固體溶入水中，取其上層清液，滴加BaCl₂溶液，立即有白色沉淀出現。

由此得知實驗二： A中發生的反應有       （填選 “㈠”、“㈡”）。

（3）實驗三：取樣品Ⅱ裝入A中。連續通入過量O₂，加熱至1200℃左右，充分反應，B中紅色消失，則A中發生反應的化學方程式是         。比較實驗一、二、三可知，如用該方法固硫，可行的基本條件是          。

（4）在中學化學實驗室里，裝置A通常只能選        為材料制作的玻璃管，但這種選擇有一點不妥，其理由用化學方程式解釋是：         。

（5）實驗所需O₂若改由空氣提供，且對上述實驗探究事實不產生影響，應在A前添加一裝有某藥品的裝置。請將該藥品和裝置圖示在圖中的虛線框內。

 

Answer 1

【答案】

①  撤掉噴燈，繼續通入O₂至A冷卻

②   S +O₂   SO₂    2SO₂+2H₂O+O₂+2Ba²⁺=2BaSO₄↓+4H⁺ 

③   a、b（2）②   CO₃^2-+2H⁺ =CO₂ ↑+H₂O③  （一）、（二）

（3）2CaSO₄2CaO+2SO₂↑+O₂ ↑ 燃燒溫度需1000℃左右

（4）石英   ，     SiO₂₊CaO CaSiO₃（2分）

（5）圖略（裝置+藥品）

【解析】

試題分析：（1）實驗一：①取S粉與CaCO₃粉末的混合物高溫灼燒，有SO₂產生，C中產生硫酸鋇沉淀，D用來吸收過量的SO₂，停止實驗時，為了避免倒吸，撤掉酒精噴燈以后，要持續通氧氣一直到冷卻。②取反應后D中溶液滴加過量鹽酸，無明顯現象，說明沒有CO₂生成，CaCO₃粉末沒有分解，只有硫燃燒生成了SO₂，C中SO₂被氧氣氧化產生硫酸鋇沉淀，③要獲得與以上實驗事實相一致的結論，可替代B中品紅溶液的用酚酞的NH₃·H₂O溶液，紅色褪去，a正確；b.酸性KMnO₄溶液，紫色褪去，正確；c.酚酞的NaHCO₃溶液，亞硫酸酸性比碳酸強，會產生CO₂，NaOH溶液會吸收CO₂，加鹽酸有氣體產生，錯誤；d.Br₂的CCl₄溶液，與SO₂不反應，無現象，錯誤。（2）實驗二控制溫度在1000℃左右，CaCO₃粉末分解，硫燃燒生成了SO₂，D中溶液吸收CO₂，產生碳酸鹽，加入鹽酸有大量氣泡。（3）實驗三：取樣品CaSO₄ 粉末裝入A中。連續通入過量O₂，加熱至1200℃左右，充分反應，B中紅色消失，說明CaSO₄分解，有SO₂生成，因此用此方法固硫時，溫度應選擇實驗二的溫度，過低CaCO₃粉末沒有分解，過高CaSO₄分解又有SO₂生成，不能起到固硫的作用。（4）在中學化學實驗室里，裝置A通常選擇石英材料，但是SiO₂和CaO在高溫下會反應。（5）實驗所需O₂若改由空氣提供，且對上述實驗探究事實不產生影響，應在A前添加一裝有NaOH的洗氣瓶，除去空氣中的CO₂。

考點：考查元素化合物的性質、物質的制備、實驗基本操作、實驗裝置