Question

2．氫化鈣（CaH₂）固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑．
【閱讀資料】
①堿石灰是氧化鈣和氫氧化鈉的混合物．
②鈣遇水立即發(fā)生劇烈反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．
③氫化鈣要密封保存，遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．
【氫化鈣的制備】
氫化鈣要密封保存，一旦接觸到水就發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．氫化鈣通常用氫氣與金屬鈣加熱制取，圖1是模擬制取裝置：

（1）裝置B的作用是吸收水蒸汽和氯化氫氣體；裝置D的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置；
（2）利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后裝入藥品；打開分液漏斗活塞，②①④③（請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的序號(hào)）．
①加熱反應(yīng)一段時(shí)間      ②收集氣體并檢驗(yàn)其純度
③關(guān)閉分液漏斗活塞      ④停止加熱，充分冷卻
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色，該同學(xué)據(jù)此斷，上述實(shí)驗(yàn)確有CaH₂生成．
①寫出CaH₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑
②該同學(xué)的判斷不正確，原因是鈣也能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，溶液也能使酚酞變紅
【產(chǎn)品的定量測(cè)定】
通過上述方法制得的氫化鈣樣品中�；煊形赐耆�反應(yīng)的鈣（其余可能的雜質(zhì)忽略不計(jì)）．樣品純度的測(cè)定步驟如下：
①檢查裝置氣密性，方法為在量氣管中加入適量的水，上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，如果靜止一段時(shí)間后能夠產(chǎn)生液面差，說明裝置不漏氣
②裝入藥品，按圖2（固定裝置省略）所示連接儀器．
③調(diào)整水準(zhǔn)管高度，使量氣裝置兩邊的液面保持同一水平．讀取液面所在的刻度數(shù)據(jù)為10.0mL．
④將Y型管中水與氫化鈣樣品混合，操作為將Y形管慢慢傾斜，直至A中的水與B中樣品相混合
⑤反應(yīng)結(jié)束，冷卻至室溫，再次調(diào)節(jié)量氣管與水準(zhǔn)管液面相平，讀取液面所在刻度數(shù)據(jù)為110.0mL．
回答下列問題：
（5）如何判斷樣品與水完全反應(yīng)：量氣管中液面不再變化
（6）反應(yīng)生成氫氣的體積為100.0mL．
（7）已知該實(shí)驗(yàn)條件下，氫氣的密度為0.09mg/mL．樣品中氫化鈣的純度為88.4%．（結(jié)果精確到0.1%）（2分）
（8）結(jié)果討論：（填“偏大”、“偏小”、“準(zhǔn)確”）
①Y型管中殘留有氫氣，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是準(zhǔn)確．
②未冷卻至室溫即讀數(shù)，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是偏大．

Answer 1

分析 【氫化鈣的制備】
（1）堿石灰能夠吸收氯化氫氣體和水蒸氣；
濃硫酸能夠吸收水；
（2）實(shí)驗(yàn)要按照一定的順序進(jìn)行；
（3）根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
顯堿性的溶液能使酚酞試液變紅色；
【產(chǎn)品的定量測(cè)定】
凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
（5）量氣管中液面不再變化時(shí)，說明樣品與水完全反應(yīng)；
（6）兩次的體積差即為反應(yīng)生成氫氣的體積；
（7）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式和提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算；
（8）根據(jù)具體的操作可以判斷相關(guān)方面的問題．

解答 解：（1）裝置B的作用是吸收水蒸汽和氯化氫氣體；
裝置D的作用是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置．
故填：吸收水蒸汽和氯化氫氣體；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置．
（2）利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：檢查裝置氣密性后裝入藥品；打開分液漏斗活塞，收集氣體并檢驗(yàn)其純度，加熱反應(yīng)一段時(shí)間，停止加熱，充分冷卻，關(guān)閉分液漏斗活塞．
故填：②①④③．
（3）①CaH₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑；
②該同學(xué)的判斷不正確，原因是鈣也能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，溶液也能使酚酞變紅．
故填：CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑；鈣也能與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，溶液也能使酚酞變紅．
【產(chǎn)品的定量測(cè)定】
①檢查裝置氣密性，方法是：在量氣管中加入適量的水，上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，如果靜止一段時(shí)間后能夠產(chǎn)生液面差，說明裝置不漏氣．
故填：在量氣管中加入適量的水，上下移動(dòng)水準(zhǔn)管，如果靜止一段時(shí)間后能夠產(chǎn)生液面差，說明裝置不漏氣．
④將Y型管中水與氫化鈣樣品混合，操作為：將Y形管慢慢傾斜，直至A中的水與B中樣品相混合．
故填：將Y形管慢慢傾斜，直至A中的水與B中樣品相混合．
⑤反應(yīng)結(jié)束，冷卻至室溫，再次調(diào)節(jié)量氣管與水準(zhǔn)管液面相平，讀取液面所在刻度數(shù)據(jù)為110.0mL．
故填：調(diào)節(jié)量氣管與水準(zhǔn)管液面相平．
（5）判斷樣品與水完全反應(yīng)的方法是：量氣管中液面不再變化．
故填：量氣管中液面不再變化．
（6）反應(yīng)生成氫氣的體積為：110.0mL-10.0mL=100.0mL．
故填：100.0．
（7）設(shè)氫化鈣的質(zhì)量為x，和水反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量為y，
反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量為：0.09mg/mL×100.0mL=9mg，
CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑，Ca+2H₂O═Ca（OH）₂+H₂↑，
42                   4    40                 2
x                    y   100mg-x            9mg-y
$\frac{42}{x}$=$\frac{4}{y}$，$\frac{40}{100mg-x}$=$\frac{2}{9mg-y}$，
x=88.4mg，
樣品中氫化鈣的純度為：$\frac{88.4mg}{100mg}$×100%=88.4%，
答：樣品中氫化鈣的純度為88.4%．
（8）①Y型管中殘留有氫氣時(shí)，對(duì)測(cè)定結(jié)果沒有影響．
故填：準(zhǔn)確．
②未冷卻至室溫即讀數(shù)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定的氫氣體積偏大，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大．
故填：偏大．

點(diǎn)評(píng) 合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，是得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提，因此要學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)，為學(xué)好化學(xué)知識(shí)奠定基礎(chǔ)．