3.
工业废料石膏\(\rm{(CaSO_{4}⋅2H_{2}O)}\)可以“变废为宝”,用于生产氧化钙、硫酸钾、电石\(\rm{(}\)化学名称为碳化钙\(\rm{)}\)等。某研究性学习小组展开了如下系列研究。
一、高纯\(\rm{CaO}\)的制备
【资料一】
Ⅰ\(\rm{.}\)石膏\(\rm{(CaSO_{4}⋅2H_{2}O)}\)与碳粉高温煅烧生成氧化钙和几种气态非金属氧化物.
Ⅱ\(\rm{.SO_{2}}\)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\(\rm{1}\)装置制备\(\rm{CaO}\)并验证石膏与焦炭高温反应的其他产物。
实验过程中发现:\(\rm{B}\)中无水硫酸铜变蓝,证明有\(\rm{H_{2}O}\)生成;\(\rm{C}\)中产生品红溶液褪色现象证明有\(\rm{SO_{2}}\)生成;装置 中无明显变化和装置\(\rm{F}\)中 现象证明有\(\rm{CO}\)\(\rm{{\,\!}_{2}}\)生成。
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\(\rm{2}\):
【资料二】\(\rm{CaO}\)与\(\rm{C}\)在高温下反应生成碳化钙\(\rm{(}\)化学式为\(\rm{CaC_{x})}\)和\(\rm{CO}\).
\(\rm{(1)}\)证明固体\(\rm{M}\)中不含\(\rm{CaCO_{3}}\)的方法是 \(\rm{(}\)写出实验的方法、现象\(\rm{)}\)。
\(\rm{(2)}\)反应\(\rm{②}\)的化学方程式为\(\rm{(NH_{4})_{2}SO_{4}+2KCl═K_{2}SO_{4}↓+2NH_{4}Cl}\)。
三、假设上述流程中制得的碳化钙\(\rm{(}\)化学式为\(\rm{CaC_{x})}\)固体中只含杂质\(\rm{CaO}\),乙小组同学为测定\(\rm{CaC_{x}}\)中\(\rm{x}\)的值进行如下实验.
【资料三】\(\rm{CaC_{x}}\)在空气中灼烧生成\(\rm{CaO}\)和\(\rm{CO_{2}}\),\(\rm{Ca(OH)_{2}+Na_{2}CO_{3}═CaCO_{3}↓+2NaCl}\)
步骤一:称取\(\rm{3.76g}\)样品于图\(\rm{3}\)所示石英管中\(\rm{(}\)测定装置图如图\(\rm{3}\),夹持及加热装置省略\(\rm{)}\),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\(\rm{4.4g.(}\)玻璃纤维可防止固体粉末进入导管\(\rm{)}\)
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\(\rm{6}\)克\(\rm{.}\)试回答下列问题:
\(\rm{(1)}\)装置甲的作用是 ,反应完全后继续缓缓通入空气的目的是 。
\(\rm{(2)}\)根据步骤一、二计算该样品中钙、碳、氧的质量比为 ,计算确定\(\rm{CaC_{x}}\)的化学式 。
\(\rm{(3)}\)若碳酸钙未能完全干燥,则会导致\(\rm{CaC_{X}}\)中的\(\rm{x}\)的值 \(\rm{(}\)填“偏大”、“偏小”、“无影响”\(\rm{)}\)。