Question

12．氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑．某探究小組的同學(xué)通過(guò)查閱資料得知，氫化鈣（CaH₂）與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．
請(qǐng)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑
探究小組的同學(xué)把一定量的CaH₂加入碳酸鈉溶液中，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到濾渣和濾液，經(jīng)檢驗(yàn)濾渣的成分是碳酸鈣．
【提出問(wèn)題】濾液中溶質(zhì)的成分是什么？
【猜想與假設(shè)】猜想一：氫氧化鈉、碳酸鈉、氫氧化鈣
猜想二：氫氧化鈉、碳酸鈉
猜想三：氫氧化鈉，氫氧化鈣
猜想四：氫氧化鈉
經(jīng)過(guò)討論，大家一致認(rèn)為猜想猜想一不合理，請(qǐng)用化學(xué)方程式說(shuō)明原因：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

實(shí)驗(yàn)	現(xiàn)象	結(jié)論
實(shí)驗(yàn)一：取濾液，向其中滴入少量碳酸鈉溶液	無(wú)明顯現(xiàn)象	猜想猜想三不成立
實(shí)驗(yàn)二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸	有氣泡產(chǎn)生	猜想二成立

【反思與拓展】
①若向氯化銨的濃溶液中加一定量CaH₂，充分反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體是NH₃，H₂；
②登山運(yùn)動(dòng)員常用CaH₂作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是固體便于攜帶．
【定量分析】
探究小組的同學(xué)稱取氫化鈣樣品的質(zhì)量為10g，加入碳酸鈉溶液中（假設(shè)氫化鈣樣品中的雜質(zhì)不反應(yīng)），充分反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌、烘干，得到濾渣質(zhì)量為20g，試計(jì)算氫化鈣樣品中氫化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（要求寫出計(jì)算過(guò)程）

Answer 1

分析 根據(jù)氫化鈣（CaH₂）與水的反應(yīng)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
【猜想與假設(shè)】根據(jù)氫氧化鈣與碳酸鈉的反應(yīng)及反應(yīng)物的量，對(duì)反應(yīng)后的溶液溶質(zhì)進(jìn)行猜想；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】實(shí)驗(yàn)一、根據(jù)碳酸鈉與氫氧化鈣的反應(yīng)分析；
實(shí)驗(yàn)二、根據(jù)碳酸鈉與稀鹽酸的反應(yīng)分析；
【反思與拓展】①根據(jù)氫化鈣（CaH₂）與水反應(yīng)的產(chǎn)物、產(chǎn)物與氯化銨的反應(yīng)分析生成的氣體；
②比較CaH₂、氫氣的特點(diǎn)分析回答；
【定量分析】根據(jù)反應(yīng)的方程式，由碳酸鈣的質(zhì)量求出氫化鈣的質(zhì)量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：由題意可知，氫化鈣（CaH₂）與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，反應(yīng)的方程式是：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑；
【猜想與假設(shè)】由于氫化鈣（CaH₂）與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，碳酸鈉與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和氫氧化鈉，所以猜想三是：氫氧化鈉，氫氧化鈣；因?yàn)樘妓徕c與氫氧化鈣不能共存，所以猜想一是不合理的，方程式是：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】在實(shí)驗(yàn)①中，由濾液中滴入少量碳酸鈉溶液，無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明沒(méi)有氫氧化鈣，即猜想三不成立；實(shí)驗(yàn)②：由向?yàn)V液中加入足量稀鹽酸，若觀察到無(wú)氣泡的現(xiàn)象時(shí)，說(shuō)明濾液中不含有碳酸鈉，即猜想二成立；
【反思與拓展】
①由于氫化鈣（CaH₂）與水反應(yīng)生成了氫氧化鈣和氫氣，氫氧化鈣與氯化銨反應(yīng)生成了氯化鈣、氨氣和水，所以，產(chǎn)生的氣體是NH₃，H₂；
②CaH₂作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是固體便于攜帶；
設(shè)氫化鈣樣品中氫化鈣的質(zhì)量為x    
由CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH    
可得出：
CaH₂～CaCO₃
42     100
x      20g
$\frac{42}{100}=\frac{x}{20g}$    解得：x=8.4g
氫化鈣樣品中氫化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{8.4g}{10g}$×100%=84%
【猜想與假設(shè)】氫氧化鈉，氫氧化鈣，猜想一，Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】猜想三不成立，有氣泡產(chǎn)生；
【反思與拓展】NH₃，H₂，固體便于攜帶，（安全）
【定量分析】氫化鈣樣品中氫化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是84%

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)探究題是近幾年中考的熱點(diǎn)之一，它包括實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程的探究，實(shí)驗(yàn)結(jié)論和實(shí)驗(yàn)規(guī)律的探究等．本題通過(guò)實(shí)驗(yàn)資料和實(shí)驗(yàn)分析，得到了正確的結(jié)論，屬于結(jié)論性探究．同學(xué)們要具體分析，綜合掌握．