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。
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中产生品红溶液褪色品红溶液褪色现象证明有SO2生成;装置EE中无明显变化和装置F中澄清石灰水变浑浊澄清石灰水变浑浊现象证明有CO2生成。写出石膏与碳粉在高温条件下反应的化学方程式:2CaSO4•2H2O+C 高温 2CaO+CO2↑+2SO2↑+4H2O↑2CaSO4•2H2O+C 高温 2CaO+CO2↑+2SO2↑+4H2O↑。
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。
(1)反应①的化学方程式为CaSO4+(NH4)2CO3═CaCO3↓+(NH4)2SO4CaSO4+(NH4)2CO3═CaCO3↓+(NH4)2SO4。证明固体M中不含CaCO3的方法是取少量固体于试管中,加入稀盐酸,无气泡生成,则无碳酸钙取少量固体于试管中,加入稀盐酸,无气泡生成,则无碳酸钙(写出实验的方法、现象)。
(2)反应②的化学方程式为(NH4)2SO4+2KCl═K2SO4↓+2NH4Cl,该反应能析出K2SO4晶体的原因是相同条件下,硫酸钾的溶解度小于氯化铵的溶解度相同条件下,硫酸钾的溶解度小于氯化铵的溶解度。
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)装置甲的作用是除去空气中的二氧化碳除去空气中的二氧化碳。反应完全后继续缓缓通入空气的目的是使反应生成的二氧化碳全部被丙装置吸收使反应生成的二氧化碳全部被丙装置吸收。
(2)根据步骤一、二计算该样品中钙、碳、氧的质量比为30:15:230:15:2,
计算确定CaCx的化学式(请写出计算过程)CaC2CaC2
(3)若碳酸钙未能完全干燥,则会导致CaCX中的x的值偏小偏小(填“偏大”、“偏小”、“无影响”)
高温
高温
【答案】品红溶液褪色;E;澄清石灰水变浑浊;2CaSO4•2H2O+C 2CaO+CO2↑+2SO2↑+4H2O↑;CaSO4+(NH4)2CO3═CaCO3↓+(NH4)2SO4;取少量固体于试管中,加入稀盐酸,无气泡生成,则无碳酸钙;相同条件下,硫酸钾的溶解度小于氯化铵的溶解度;除去空气中的二氧化碳;使反应生成的二氧化碳全部被丙装置吸收;30:15:2;CaC2;偏小
高温
【解答】
【点评】
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