Question

CaS用于制备除虫剂、发光材料等。某课题组拟用硫酸钙和焦炭在高温下反应制备硫化钙并检验产物。

（1）甲同学设计如图实验装置检验气体产物：

①B装置作用是______________________；

②D和E装置中有明显的实验现象分别为：_______________；_______________。能检验装置A的反应产物是______________；

（2）乙同学提出,根据氧化还原反应，A中的气体产物可能还有CO₂、SO₂,为了验证他的猜想，结合上述装置并选择下列仪器设计 方案(同一种仪器可重复使用).

①气流从左至右，仪器连接顺序为A、 F            。

②能证明有SO₂的现象是__________________;能证明有CO₂的现象是___________________________。

③除去SO₂的离子方程式为 _____________________________________________。

（3）经试验检验气体产物有SO₂、CO、CO₂且气体体积之比为1:1:2，写出A中反应的化学方程式________________________。

（4）利用重量法测定固体产物的质量之比,即将样品溶于足量的饱和碳酸钠溶液，过滤洗涤、干燥等。需要测定的物理量有______________________________________。(已知CaS与H₂O反应生成Ca(OH)₂和H₂S)

Answer

吸收A中可能产生的CO2、SO2等气体，防止对E中现象的观察产生干扰 有红色固体生成 石灰水变浑浊 CO J、F、I、M 第一个F瓶中的品红溶液褪色；第二个F中的品红溶液不褪色，I中石灰水变浑浊 2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+ 2CaSO4+3C=CaS+CaO+SO2↑+CO↑+2CO2↑ 样品的质量和CaCO3的质量

【解析】（1）①、硫酸钙和焦炭在高温下反应制备硫化钙时，S元素的化合价从+6价降低到-2价，因此C元素的化合价应该升高，所以C可能升高到+2价生成CO，也可能升高到+4价生成CO2。NaOH溶液可以吸收除去酸性气体，而不吸收CO，防止对E中CO还原氧化铜的实验现象产生干扰。因此答案为：吸收A中可能产生的CO2、SO2等气体，防止对E中现象的观察产生干扰。

②、若产生的有CO气体，则D中发生的反应是：CO＋CuOCO2＋Cu，所以D中的实验现象是有红色固体生成，而E中的澄清石灰水会变浑浊，通过这个实验可以验证装置A的反应产物有CO。

（2）①、可以通过品红溶液检验二氧化硫，再用KMnO4除去二氧化硫并通过品红溶液验证二氧化硫已经除尽后，用澄清石灰水检验CO2，所以气流从左至右的仪器连接顺序是：A、F、J、F、I、M。

②、若有SO2，则第一个F中的品红溶液会褪色；若有CO2，则第二个F瓶中的品红溶液不褪色时，I中的石灰水变浑浊。

③、SO2与KMnO4溶液反应的离子方程式是：2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+。

（3）、当生成的SO2、CO、CO2且气体体积之比为1:1:2时，根据得失电子守恒，化学方程式是：2CaSO4+3C=CaS+CaO+SO2↑+CO↑+2CO2↑。

（4）、因CaS与H2O反应生成Ca(OH)2和H2S，Ca(OH)2与Na2CO3反应生成CaCO3沉淀，所以还应测定的物理量是样品的质量和碳酸钙的质量。