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3.登山運動員常利用氫化鈣固體作為能源提供劑.某興趣小組用純凈干燥的氫氣和金屬鈣制取氫化鈣,所選裝置圖如下:

查閱資料:①鈣易與水反應生成堿和氣體.
②氫化鈣要密封保存,一旦接觸到水就發(fā)生反應生成氫氧化鈣和氫氣.
(1)請按氣流方向連接順序i接e,f接d,c接j,k接 a
(填儀器接口的字母編號).
(2)裝置A的作用是防止空氣中的水蒸氣進入E裝置;裝置C的作用是除去氫氣中混有的氯化氫氣體.
(3)根據(jù)完整的實驗裝置進行實驗,實驗步驟如下:檢查裝置氣密性后裝入藥品;打開分液漏斗活塞,②①④③(請按正確的順序填入下列步驟的序號).
①加熱反應一段時間         ②收集氣體并檢驗其純度
③關閉分液漏斗活塞         ④停止加熱,充分冷卻
(4)甲同學設計一個實驗,測定上述實驗中得到的氫化鈣的純度.請完善下列實驗步驟.
①樣品稱量  ②加入足量的Na2CO3溶液(填化學式),攪拌、過濾  ③洗滌、干燥(填操作名稱)  ④稱量碳酸鈣的質量
(5)乙同學利用圖2裝置測定上述實驗中得到的氫化鈣的純度.他稱取46mg 所制得的氫化鈣樣品,記錄開始時注射器活栓停留在10.00mL刻度處,反應結束后充分冷卻,活栓最終停留在57.04mL刻度處.(上述氣體體積均在標準狀況下測定)
試通過計算求樣品中氫化鈣的純度:91.3%.(計算結果保留一位小數(shù))

分析 從裝置可以看出,由裝置D反應生成氫氣,而生成的H2中混有HCl和H2O,故要先用C裝置除去HCl,然后用B裝置除去水蒸汽,即可得純凈干燥的氫氣,通入E中與金屬鈣在加熱條件下生成CaH2,由于金屬鈣能和水反應,故裝置E的右端要連接裝置A,防止空氣中的水蒸氣進入裝置E,據(jù)此分析.
(1)一般制備純凈干燥的氣體的實驗裝置的順序為:制備裝置→除雜裝置→干燥裝置等;
(2)鈣能和水反應生成氫氧化鈣和氫氣;生成的氫氣中混有HCl氣體;
(3)實驗過程中要保證整個裝置內已充滿氫氣,實驗的操作程序是:檢查裝置的氣密性→產生氫氣→收集氫氣并進行驗純→加熱反應→停止加熱→繼續(xù)通氫氣至冷卻→停止通入氫氣;
(4)從最終稱量碳酸鈣可知,應加入碳酸鹽溶液,使CaH2反應的同時得到碳酸鈣沉淀,然后經過濾、洗滌、烘干、稱量,確定純度;
(5)由注射器D開始時活塞停留在10mL刻度處,反應結束后充分冷卻,活塞最終停留57.04mL刻度處,可知生成氫氣:57.04mL-10mL=47.04mL,所以氫氣的質量為:$\frac{0.04704L}{22.4L/mol}$×2g/mol=0.0042g=4.2mg,設混合物中氫化鈣的質量為x,生成氫氣質量為y,則鈣的質量為46mg-x,鈣與水反應生成氫氣質量為4.2mg-y,根據(jù)方程式CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2↑、Ca+2H2O═Ca(OH)2+H2↑,列方程計算x、y的值,再根據(jù)質量分數(shù)定義計算;

解答 解:(1)鈣屬于極活潑的金屬,極易與水反應生成氫氧化鈣和氫氣,而制備的氫氣中會混有水蒸氣和氯化氫,所以在與鈣化合之前需要除雜和干燥,分別選用試劑是氫氧化鈉和濃硫酸;同時為防止空氣中水蒸氣進入,最后還需要連接干燥管,所以正確的順序為:i→e,f→d,c→j,k(或k,j)→a;
故答案為:i→e,f→d,c→j,k(或k,j)→a;
(2)由于鈣能和水反應生成氫氧化鈣和氫氣,故在裝置E的右端要連接裝置A,防止空氣中的水蒸氣進入裝置E;生成的氫氣中混有HCl氣體,通過裝置C中的NaOH溶液的作用是除去氫氣中的HCl,故答案為:防止空氣中的水蒸氣進入E裝置;除去氫氣中混有的氯化氫氣體;
(3)由于多余的氫氣需要燃燒反應掉,所以應該先收集一部分氣體并檢驗其純度,反應結束后還需要使氫化鈣在氫氣的氛圍中冷卻,所以應該最后關閉分液漏斗活塞,因此正確的順序為②①④③,故答案為:②①④③;
(4)從最終稱量碳酸鈣可知,應加入碳酸鈉溶液,使CaH2反應的同時得到碳酸鈣沉淀,然后經過濾、洗滌、烘干、稱量,確定純度,
故答案為:Na2CO3;洗滌、烘干;
(5)由注射器D開始時活塞停留在10mL刻度處,反應結束后充分冷卻,活塞最終停留57.04mL刻度處,可知生成氫氣:57.04mL-10mL=47.04mL,所以氫氣的質量為:$\frac{0.04704L}{22.4L/mol}$×2g/mol=0.0042g=4.2mg,設混合物中氫化鈣的質量為x,生成氫氣質量為y,則鈣的質量為46mg-x,鈣與水反應生成氫氣質量為4.2mg-y,則:
CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2
42                  4
X                   Y
所以42:4=x:y,整理的y=$\frac{2x}{21}$
Ca+2H2O═Ca(OH)2+H2
40                2
46mg-x        4.2mg-y
所以40:2=(46mg-x):(4.2mg-y),將y=$\frac{2x}{21}$代入,解得x=42mg,所以樣品中氫化鈣的純度為:$\frac{42mg}{46mg}$×100%=91.30%,
故答案為:91.3%

點評 本題以氫化鈣制備為載體,考查實驗基本技能與操作、對好題中的信息的利用、對實驗裝置的理解分析、物質分離提純、化學計算、實驗方案設計等,本題測重基本實驗操作能力考查,是對學生綜合能力的考查,難度中等.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.已知NaCl溶液中混有少量的Na2CO3,除去Na2CO3可加入適量的HCl(填化學式),并寫出相關的離子方程式CO32-+2H+=CO2↑+H2O.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.下列說法正確的是( 。
A.投入鐵片產生H2的溶液中可大量存在H+,Mg2+,SO${\;}_{4}^{2-}$,NO${\;}_{3}^{-}$
B.可用稀硝酸除去試管內壁上的銀鏡
C.1.0mol•L-1的KNO3溶液中可大量存在H+,F(xiàn)e2+,Cl-,SO${\;}_{4}^{2-}$
D.硫化銅溶于硝酸的離子方程式為CuS+2H+═H2S↑+Cu2+

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.二氯化硫(SCl2)熔點-78℃,沸點59℃.密度1.638g•cm-3,遇水易分解,是一種重要的化工試劑,如圖是氯氣與硫在50~59℃時合成二氯化硫的實驗裝置.

(1)裝置A中發(fā)生反應的化學方程式為:MnO2+4HCl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnCl2+Cl2↑+2H2O.
(2)裝置B盛放的藥品是飽和食鹽水,作用是除去氯化氫氣體;;
裝置C盛放的藥品是濃硫酸,作用是除去水蒸氣(干燥Cl2).
(3)實驗開始前先在D中放入一定量的硫粉,加熱使硫熔化,然后轉動和搖動燒瓶使硫附著在燒瓶內壁表面形成一薄層,這樣做的目的是增大反應的接觸面積.
(4)實驗時,氯氣與硫反應合成二氯化硫在D裝置中進行,D裝置的缺點是氯氣與硫在50-59°C時反應合成二氯化硫,D裝置無法控制50-59°C的反應溫度.
(5)F裝置中干燥管內所盛物質是堿石灰,一個作用是防止空氣中的水蒸氣進入裝置,還有一個作用是吸收氯氣防止污染環(huán)境.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

18.某校化學小組學生利用下圖所列裝置進行“鐵與水反應”的實驗,并利用產物進一步制取FeCl3•6H2O晶體.(圖中夾持及尾氣處理裝置均己略去)

(1)裝置B中發(fā)生反應的化學方程式是3Fe+4H2O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Fe3O4+H2
(2)裝置E中的現(xiàn)象是黑色的粉末變成紫紅色,管壁產生水珠.
(3)停止反應,待B管冷卻后,取其中的固體,加入過量稀鹽酸充分反應,過濾.簡述檢驗濾液中Fe3+的操作方法:取少量濾液,滴入幾滴KSCN溶液,觀察溶液是否變紅色.
(4)該小組學生利用上述濾液制取FeCl3•6H2O晶體,設計流程如圖:濾液$→_{Ⅰ}^{Cl_{2}}$FeCl3溶液$\stackrel{Ⅱ}{→}$FeCl3•6H2O晶體
①步驟Ⅰ中通入Cl2的作用是將Fe2+氧化成Fe3+
②該流程中需保持鹽酸過量,主要原因是Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,過量鹽酸抑制FeCl3水解(結合離子方程式簡要說明).

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

8.酸堿中和滴定實驗是中學階段重要的定量實驗之一.根據(jù)所學內容,試回答下列問題:
(1)滴定管精確度較高,準確量取KMnO4溶液可用酸式滴定管.
(2)滴定時其余操作均準確,若用待測液潤洗錐形瓶,則測得待測液的濃度偏高(填偏高、偏低、不變).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

15.將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生下列反應:3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經4min后測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,以C表示的平均速率v(C)=0.125mol•L-1•min-1,下列說法正確的是( 。
A.反應速率v(B)=0.13 mol•L-1•min-1B.該反應方程式中,x=1
C.4min時,A的物質的量為0.75molD.4min時,A的轉化率為50%

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

12.白藜蘆醇屬二苯乙烯類多酚化合物,具有抗氧化、抗癌和預防心血管疾病的作用.某課題組提出了如下合成路線:

已知:RCH2Br$\stackrel{Li}{→}$R′$\stackrel{CH}{→}$O $\stackrel{H_{2}O}{→}$RCH2CH(OH)R′

根據(jù)以上信息回答下列問題:
(1)白藜蘆醇的分子式是C14H12O3
(2)C-→D的反應類型是取代反應;E-→F的反應類型是消去反應.
(3)化合物A不與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應,能與NaHCO3反應放出CO2,寫出A-→B反應的化學方程式:
(4)寫出化合物D、E的結構簡式:DE
(5)化合物有多種同分異構體,寫出符合下列條件的同分異構體的結構簡式:
①能發(fā)生銀鏡反應;②含苯環(huán)且苯環(huán)上只有兩種不同化學環(huán)境的氫原子;
③含醇羥基.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.下列敘述正確的是( 。
A.原子晶體中,共價鍵的鍵能越大,熔沸點越高
B.分子晶體中,分子間作用力越大,該分子越穩(wěn)定
C.金屬陽離子只能與陰離子構成晶體
D.正四面體構型的分子中,鍵角一定為109°28′

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