Question

6．氫化鈣固體是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑（與水反應(yīng)產(chǎn)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(zhì)與Na相似）

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）請(qǐng)選擇必要的裝置，按氣流方向連接順序?yàn)閕→e，f→d，c→j（或k），k（或j）→a （填儀器接口的字母編號(hào)）
（2）根據(jù)完整的實(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(kāi)分液漏斗活塞；BADC（請(qǐng)按正確的順序填入下列步驟的標(biāo)號(hào)）．
A．加熱反應(yīng)一段時(shí)間           B．收集氣體并檢驗(yàn)其純度
C．關(guān)閉分液漏斗活塞           D．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)此判斷，上述實(shí)驗(yàn)確有CaH₂生成．
①寫(xiě)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)的判斷不準(zhǔn)確，原因是金屬鈣與水反應(yīng)也有類(lèi)似現(xiàn)象
（4）若上述實(shí)驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下），求這種氫化鈣的純度51.2%．
（5）登山運(yùn)動(dòng)員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)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(shí)驗(yàn)裝置的順序?yàn)椋褐苽溲b置→除雜裝置→干燥裝置等；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要保證整個(gè)裝置內(nèi)已充滿氫氣，實(shí)驗(yàn)的操作程序是：檢查裝置的氣密性→產(chǎn)生氫氣→收集氫氣并進(jìn)行驗(yàn)純→加熱反應(yīng)→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(jià)為-1價(jià)，CaH₂具有還原性，與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ca（OH）₂和H₂；
②Ca與水反應(yīng)也能產(chǎn)生Ca（OH）₂和H₂；
（4）根據(jù)鈣和氫化鈣與水反應(yīng)的方程式，結(jié)合它們的總質(zhì)量及它們產(chǎn)生氫氣的體積列方程組可確定氫化鈣的質(zhì)量，進(jìn)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(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，而制備的氫氣中會(huì)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(shí)為防止空氣中水蒸氣進(jìn)入，最后還需要連接干燥管，所以正確的順序?yàn)椋篿→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(yīng)掉，所以應(yīng)該先收集一部分氣體并檢驗(yàn)其純度，反應(yīng)結(jié)束后還需要使氫化鈣在氫氣的氛圍中冷卻，所以應(yīng)該最后關(guān)閉分液漏斗活塞，因此正確的順序?yàn)锽ADC，
故答案為：BADC；
（3）①CaH₂與水反應(yīng)產(chǎn)生Ca（OH）₂和H₂，反應(yīng)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(yīng)都能產(chǎn)生Ca（OH）₂和H₂，反應(yīng)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(jù)反應(yīng)后溶液呈堿性判斷是否含有CaH₂，故答案為：金屬鈣與水反應(yīng)也有類(lèi)似現(xiàn)象；
（4）設(shè)CaH₂的質(zhì)量為xg，Ca的質(zhì)量為yg，根據(jù)鈣和氫化鈣與水反應(yīng)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(diǎn)評(píng) 本題考查元素化合物知識(shí)，涉及到物質(zhì)的性質(zhì)和制備實(shí)驗(yàn)，注意實(shí)驗(yàn)的一般方法來(lái)解答，題目難度不大．