Question

氫化鈣（CaH₂）固體是登山隊(duì)員常用的能源提供劑．某化學(xué)興趣小組擬用如圖1所示的裝置制備氫化鈣，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca+H₂CaH₂．

（1）CaH₂中鈣和氫元素的化合價(jià)分別為　    　，裝置中的無(wú)水氯化鈣干燥裝置也可用　 　來(lái)代替．

（2）利用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，步驟如下：檢查裝置的氣密性后裝入藥品，打開分液漏斗活塞：　          　（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）為了確認(rèn)進(jìn)入裝置C的氫氣已經(jīng)干燥，應(yīng)在B、C之間再連接一裝置X，裝置X中加入的試劑是　        　．若氫氣未充分干燥，裝置X中的現(xiàn)象為　           　．

（4）為了測(cè)量上述實(shí)驗(yàn)中制得的氫化鈣的純度，該小組稱取mg所制得樣品，按如圖2所示裝置進(jìn)行測(cè)定．旋開分液漏斗活塞，反應(yīng)結(jié)束后充分冷卻，注射器活塞由反應(yīng)前的V₁mL刻度處變化到V₂mL刻度處（V₂＜V₁，氣體密度為dg/mL）

①橡膠管的作用為：a．　                         　；b．　          　．

②旋開分液漏斗活塞后，除發(fā)生CaH₂+H₂O═Ca（OH）₂+H₂↑的反應(yīng)外，還最有可能發(fā)生的反應(yīng)為　                                  　．

③用w表示氫化鈣的純度，請(qǐng)用一個(gè)等式表示出d、V₁、V₂和w之間的關(guān)系　　                              ．

④該小組乙同學(xué)認(rèn)為去掉連接的注射器，也要計(jì)算出氫化鈣的純度．他同樣稱取mg樣品，加入燒瓶中后稱取反應(yīng)前的質(zhì)量為m₁g，反應(yīng)后的質(zhì)量為m₂g．乙同學(xué)表示出的m，m₁，m₂和w之間的關(guān)系的等式為　                               ．

 

Answer 1

【答案】

（1）+2、﹣1，堿石灰；（2）②①④③；（3）無(wú)水硫酸銅，固體變藍(lán)；（4）①a．平衡分液漏斗和燒瓶中的氣壓；b．便于水流下；②Ca+2H₂O═Ca（OH）₂+H₂↑；③+=（V₂﹣V₁）×d；④+=m₁﹣m₂．

【解析】

試題分析：（1）在CaH₂中鈣和氫元素的化合價(jià)分別為+2，﹣1，由于堿石灰有吸水性，裝置中的無(wú)水氯化鈣干燥裝置也可用堿石灰來(lái)代替；

（2）由于氫氣是一種可燃性的氣體與空氣的混合氣體在點(diǎn)燃時(shí)易發(fā)生要爆炸．所以，實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)打開分液漏斗活塞，使氫化鈣與水反應(yīng)生成氫氣，收集氫氣并檢驗(yàn)其純度，再通入一會(huì)兒排凈裝置中的空氣，加熱反應(yīng)一段時(shí)間，等反應(yīng)完成后停止加熱，充分冷卻．最后，關(guān)閉分液漏斗活塞．所以，正確的順序是：②①④③；

（3）由于無(wú)水硫酸銅能與水結(jié)合生藍(lán)色的硫酸銅晶體．所以，為了確認(rèn)進(jìn)入裝置C的氫氣已經(jīng)干燥，應(yīng)在B、C之間再連接一裝置X，裝置X中加入的試劑是無(wú)水硫酸銅，若氫氣未充分干燥，裝置X中的現(xiàn)象為固體變藍(lán)色；

（4）①由于橡膠管能將分液漏斗和燒杯聯(lián)通，所以起到的作用是：a．平衡分液漏斗和燒瓶中的氣壓；b．便于水流下；

②由于鈣是較活潑的金屬能與水反應(yīng)，所以，可能發(fā)生的反應(yīng)有：Ca+2H₂O═Ca（OH）₂+H₂↑；

③氫氣的質(zhì)量為：（V₂mL﹣V₁mL）×dg/mL=（V₂﹣V₁）×dg

設(shè)氫化鈣與水反應(yīng)生成的氫氣的質(zhì)量為x

CaH₂+H₂O═Ca（OH）₂+H₂↑

42                  2

mg×w               x

   解得：x=g

設(shè)鈣與水反應(yīng)生成的氫氣的質(zhì)量為y

Ca+2H₂O═Ca（OH）₂+H₂↑；

40                 2

mg（1﹣w）            y

   解得：y=g

所以：g+g═（V₂﹣V₁）×dg   +=（V₂﹣V₁）×d

④由質(zhì)量守恒定律可知，生成氫氣的質(zhì)量為：m₁g﹣m₂g

由上述計(jì)算可知：g+g=m₁g﹣m₂g

所以：+=m₁﹣m₂

考點(diǎn)：物質(zhì)的相互轉(zhuǎn)化和制備；氣體的凈化（除雜）；氫氣的制取和檢驗(yàn)；根據(jù)濃硫酸或燒堿的性質(zhì)確定所能干燥的氣體；有關(guān)元素化合價(jià)的計(jì)算．

點(diǎn)評(píng)：本題是將實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)合在一起綜合題型．在計(jì)算是要注意，產(chǎn)生的氫氣一部分來(lái)自氫化鈣與水反應(yīng)生成的，另一部分來(lái)自鈣與水反應(yīng)反應(yīng)生成的．