Question

6．氫化鈣固體是登山運動員常用的能源提供劑（與水反應產生氫氣）．某興趣小組選用如下裝置制備氫化鈣．（提示：K、Ca的性質與Na相似）

請回答下列問題：
（1）請選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序為i→e，f→d，c→j（或k），k（或j）→a （填儀器接口的字母編號）
（2）根據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；BADC（請按正確的順序填入下列步驟的標號）．
A．加熱反應一段時間           B．收集氣體并檢驗其純度
C．關閉分液漏斗活塞           D．停止加熱，充分冷卻
（3）實驗結束后，某同學取少量產物，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，該同學據此判斷，上述實驗確有CaH₂生成．
①寫出CaH₂與水反應的化學方程式CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑
②該同學的判斷不準確，原因是金屬鈣與水反應也有類似現(xiàn)象
（4）若上述實驗制得的氫化鈣不純，取這種不純的氫化鈣樣品8.2g 溶于足量的水中，收集到氣體體積為6.72L（標準狀態(tài)下），求這種氫化鈣的純度51.2%．
（5）登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點是氫化鈣是固體，攜帶方便．

Answer 1

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）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；
（3）①CaH₂中H元素的化合價為-1價，CaH₂具有還原性，與水發(fā)生氧化還原反應生成Ca（OH）₂和H₂；
②Ca與水反應也能產生Ca（OH）₂和H₂；
（4）根據鈣和氫化鈣與水反應的方程式，結合它們的總質量及它們產生氫氣的體積列方程組可確定氫化鈣的質量，進而確定純度；
（5）作為能源，氫化鈣是固體，比氫氣更易攜帶，使用也較方便．

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（或），k（或j）→a；
故答案為：i→e，f→d，c→j（或），k（或j）→a；
（2）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BADC，
故答案為：BADC；
（3）①CaH₂與水反應產生Ca（OH）₂和H₂，反應方程式為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，故答案為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑；
②CaH₂和Ca與水反應都能產生Ca（OH）₂和H₂，反應方程式分別為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑和Ca+2H₂O=Ca（OH）₂+H₂↑，因此不能根據反應后溶液呈堿性判斷是否含有CaH₂，故答案為：金屬鈣與水反應也有類似現(xiàn)象；
（4）設CaH₂的質量為xg，Ca的質量為yg，根據鈣和氫化鈣與水反應的方程式CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑和Ca+2H₂O=Ca（OH）₂+H₂↑有$\left\{\begin{array}{l}{x+y=8.2g}\\{\frac{x}{42}×2+\frac{y}{40}=\frac{6.72}{22.4}}\end{array}\right.$，解得x=4.2，y=4，所以氫化鈣的純度為$\frac{4.2}{8.2}$×100%=51.2%，
故答案為：51.2%； 
（5）作為能源，氫化鈣明顯比氫氣更易攜帶，使用也較方便，故答案為：氫化鈣是固體，攜帶方便．

點評 本題考查元素化合物知識，涉及到物質的性質和制備實驗，注意實驗的一般方法來解答，題目難度不大．