Question

14．氫化鈣（CaH₂）固體是一種儲氫材料，是登山運動員常用的能源提供劑．
【查閱資料】
①氫化鈣通常用氫氣與鈣加熱制得．
②氫化鈣要密封保存，遇水反應生成氫氧化鈣和氫氣．
③鈣遇水立即發(fā)生劇烈反應生成氫氧化鈣和氫氣，并放出大量的熱．
④標準狀況下氫氣的密度為0.09g/L．
【進行實驗】
小組同學設計的制取裝置如圖1所示（固定裝置略）．

回答下列問題：
（1）CaH₂中氫元素的化合價為-1．
（2）B、D中所盛試劑相同，該試劑為濃硫酸，其作用分別是干燥氫氣、防止空氣中的水蒸氣進入C中．
（3）實驗時先打開A中活塞，一段時間后，再點燃C中酒精燈，其目的是排凈裝置內的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸．
【實驗反思】小組同學通過反思提出問題：上述制得的氫化鈣是否純凈？他們再次設計實驗進行檢驗．
實驗步驟如下：
步驟1：檢查裝置氣密性，裝入足量的水和已稱好0.42g的氫化鈣樣品，按圖2所示連接儀器（固定裝置略）．
步驟2：將Y形管傾斜，使A中的水全部進入B中：完全反應后，冷卻至室溫，讀取量筒讀數(shù)．．
最終，量筒讀數(shù)為400mL，通過上述實驗可分析出制得的氫化鈣不純凈，其依據(jù)是0.42g×$\frac{4}{42}$＞400×10^-3L×0.09g/L．（用計算式表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合物中元素化合價的計算方法來分析；
（2）根據(jù)濃硫酸的吸水性來分析；
（3）根據(jù)氫氣不純加熱或點燃易發(fā)生爆炸來分析；
【實驗反思】利用氫化鈣的質量計算出生成氫氣的質量，從而判斷是否純凈．

解答 解：（1）CaH₂中，鈣元素顯+2價，在化合物中，各元素正負化合價的代數(shù)和為零，設其中氫元素的化合價為x，則（+2）+x=0，x=-1；故填：-1；
（2）B、D中所盛試劑均為濃硫酸，B裝置中的濃硫酸是吸收氫氣中混有的水蒸氣，D裝置中的濃硫酸是為了防止空氣中的水蒸氣進入裝置C中與鈣發(fā)生化學反應；故填：濃硫酸；干燥氫氣；防止空氣中的水蒸氣進入C中；
（3）氫氣不純時，點燃或加熱易發(fā)生爆炸，所以要先通入氫氣排凈裝置內空氣，故填：排凈裝置內的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；
【實驗反思】步驟2：該反應是個放熱反應，所以要將裝置冷卻至室溫再讀數(shù)，故填：完全反應后，冷卻至室溫，讀取量筒讀數(shù)；
設若0.42g氫化鈣為純凈物，則生成氫氣的質量可設為x，氫化鈣與水反應生成氫氧化鈣和氫氣，反應的化學方程式為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，
                                                                                                                                                                        42                                      4
                                                                                                                                                                       0.42g                                   x
$\frac{42}{4}=\frac{0.42g}{x}$
x=0.42g×$\frac{4}{42}$=0.04g
而實驗中收集到氫氣的質量為：$\frac{400}{1000}$L×0.09g/L=0.036g；
因為0.04g＞0.036g，所以制得的氫化鈣不純凈．
故填：0.42g×$\frac{4}{42}$＞400×10^-3L×0.09g/L．

點評 題考查物質的制備實驗方案，為高頻考點，把握物質的性質、發(fā)生的反應、實驗裝置的作用及實驗技能為解答的關鍵，側重分析與實驗能力的考查，綜合性較強，題目難度不大．