拉分练13 有关新物质的实验探究题（教师版）-2021年中考化学拉分题专练—实验探究题

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拉分练 13 有关新物质的实验探究题

1.工业废料石膏（CaSO4•2H2O）可以“变废为宝”，用于生产氧化钙、硫酸钾、电石（化学名称为

碳化钙）等。某研究性学习小组展开了如下系列研究。

（1）一、高纯 CaO 的制备

【资料一】

Ⅰ．石膏（CaSO4•2H2O）与碳粉高温煅烧生成氧化钙和几种气态非金属氧化物。

Ⅱ．SO2能使品红溶液褪色，也能使澄清石灰水变浑浊。

甲同学用如图 1装置制备 CaO 并验证石膏与焦炭高温反应的其他产物。

实验过程中发现：B中无水硫酸铜变蓝；C中产生________现象证明有 SO2生成；装置________中

无明显变化和装置 F中__现象证明有 CO2生成。写出石膏与碳粉在高温条件下反应的化学方程

式：。

（2）二、硫酸钾和电石的制备

乙同学模拟生产化肥硫酸钾和电石的流程如图 2：

【资料二】CaO 与C在高温下反应生成碳化钙（化学式为 CaCx）和 CO。

反应①的化学方程式为。证明固体 M中不含 CaCO3的方法

是（写出实验的方法、现象）。________

反应②的化学方程式为（NH4）2SO4+2KCl═K2SO4↓+2NH4Cl，该反应能析出 K2SO4晶体的原因是__

______。

（3）三、假设上述流程中制得的碳化钙（化学式为 CaCx）固体中只含杂质 CaO，乙小组同学为测

定CaCx中x的值进行如下实验。

【资料三】CaCx在空气中灼烧生成 CaO 和CO2。

步骤一：称取 3.76g 样品于图 3所示石英管中（测定装置图如图 3，夹持及加热装置省略），反应

前缓缓通入空气，高温灼烧石英管中的样品至反应完全后继续缓缓通入空气，测得丙溶液的质量比

反应前增重了 4.4g。（玻璃纤维可防止固体粉末进入导管）

步骤二：将石英管内剩余固体全部转移到水中，加入足量碳酸钠溶液，经搅拌、过滤、洗涤、干燥

等操作得到碳酸钙固体 6克。试回答下列问题：

① 装置甲的作用是。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是。

② 根据步骤一、二计算该样品中钙、碳、氧的质量比为________，

计算确定 CaCx的化学式（请写出计算过程）________。

③ 若碳酸钙未能完全干燥，则会导致 CaCX中的 x的值________（填“偏大”、“偏小”、“无影

响”）。

【答案】（1）品红溶液褪色；E；出现浑浊

（2）2CaSO4·2H2O + C 2CaO + CO2↑+ 2SO2↑+ 4H2O↑ ；CaSO4 + (NH4)2CO3 =CaCO3↓+

(NH4)2SO4；取少量固体，加入稀盐酸，无气泡生成，则无碳酸钙；相同温度下，K2SO4的溶解度小

（3）除去通入空气中的 CO2气体；将生成的 CO2完全排入丙装置中吸收；30:15:2；CaC2；偏小

【解析】【解答】一、高纯 CaO 的制备

实验过程中发现：B中无水硫酸铜变蓝（说明生成了水）。根据信息提示“ SO2能使品红溶液褪

色”，而结论是证明有二氧化硫生成，所以对应的现象为 C中的品红溶液褪色现象，装置 D是吸收

二氧化硫，而导致高锰酸钾褪色．E装置的作用是证明二氧化硫已经完全被吸收，后面若石灰水变

浑浊，则是二氧化碳所致，而非二氧化硫，所以证明二氧化碳生成的现象是装置 E 中无明显变化

（无二氧化硫的干扰）和装置 F中澄清石灰水变浑浊现象（有二氧化碳），碳粉在高温条件下生

成氧化钙、水、二氧化碳和二氧化硫，对应的化学方程式为 2CaSO4•2H2O+C 2CaO +

CO2↑+2SO2↑+ 4H2O↑；二、硫酸钾和电石的制备反应①是碳酸铵和硫酸钙反应生成碳酸钙和硫酸铵，

对应的化学方程式为 CaSO4+（NH4）2CO3═CaCO3↓+（NH4）2 SO4 ．由于碳酸盐遇到盐酸会生成气

体，所以要证明固体 M中不含 CaCO3的方法是取样，加入足量稀盐酸，无气泡冒出；反应②的化

学方程式为（NH4）2SO4+2KCl═K2SO4↓+2NH4Cl，由于硫酸钾标注了沉淀符号，而已有的知识是硫

酸钾可溶，说明在给定物质中溶解度相对最小，所以该反应能析出 K2SO4晶体的原因是该温度下，

K2SO4的溶解度小；三、实验设计是通过通入不含二氧化碳的空气（避免对后期生成的二氧化碳的

质量的干扰），将碳化钙样品转化为氧化钙和二氧化碳，然后将生成的二氧化碳用丙装置完全吸收

也就是装置丙的质量增加就是生成的二氧化碳，为将二氧化碳完全吸收而避免残留于试管中，所以

在反应完全后应该继续通入除去了二氧化碳的空气。右侧的碱石灰是避免右侧的空气进入装置内导

致二氧化碳等被吸收，影响实验结果的准确性；

所以：①装置甲的作用是除去空气中的 CO2气体。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是使残留

在装置内的 CO2气体被丙装置充分吸收；②碳元素的质量为 4.4g× ×100%=1.2g，钙元素的

质量为 6g× ×100%=2.4g，则氧元素的质量为 3.76g-1.2g-2.4g=0.16g，该样品中钙、碳、氧的质量

比为 2.4g：1.2g：0.16g=30：15：2；

对应的氧化钙的质量为 0.16g÷（ ,×100%）=0.56g，则氧化钙中的钙元素的质量为 0.56g-

0.16g=0.4g；

对应的碳化钙中的钙元素的质量 2.4g-0.4g=2g，则碳化钙中钙原子和碳原子的个数比为

=1：2；

所以 CaCx的化学式 CaC2；（3）若碳酸钙未能完全干燥，则钙元素的质量会偏高，会导致 CaCX中

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