Question

（2012?北塘區二模）氫化鈣（CaH₂）是一種常用的儲氫材料，某化學興趣小組通過查閱資料并在老師的指導下設計了制取氫化鈣并測定制取的氫化鈣樣品中氫化鈣的質量分數．
【資料在線】
Ⅰ．用氫氣與金屬鈣加熱的方法可制得氫化鈣．
Ⅱ．氫化鈣要密封保存，一旦接觸到水就發生反應，放出氫氣，并生成一種堿．
Ⅲ．金屬鈣的活動性很強，遇水即刻劇烈反應生成氫氧化鈣，同時產生一種氣體．
【探究一：氫化鈣的制取及定性分析】
（1）寫出用氫氣與金屬鈣加熱制取氫化鈣的化學方程式

Ca+H₂

△   .

CaH₂

．
（2）下圖該化學興趣小組設計的用氫氣與金屬鈣加熱制取氫化鈣的實驗裝置．

①利用該裝置進行實驗，步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品，打開分液漏斗活塞，請按正確的順序填入下列步驟的序號

CBDA

．
A．關閉分液漏斗活塞
B．點燃酒精燈，加熱反應一段時間
C．收集氣體并檢驗其純度
D．停止加熱，充分冷卻
②檢查整套裝置氣密性的方法是：連接好裝置，關閉A中分液漏斗活塞，在D中放適量的水浸沒 x 導管口，用酒精燈微熱圓底燒瓶，若D中 x 導管口有氣泡冒出，停止微熱至冷卻后 x 導管中

有水柱（穩定的水柱）形成

，說明裝置不漏氣．
（3）制備氫化鈣實驗結束后，某同學取少量產物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，在溶液中滴入酚酞后顯

紅

色．
該同學據此判斷：上述實驗確有CaH₂生成．你認為是否正確

否

（填“是”或“否”）；原因是

金屬鈣與水反應也有類似現象

．
【探究二：產物定量測定】
測定原理：

稱取上述制得的氫化鈣樣品（假設不含其他雜質）1.0 g加入足量的碳酸鈉溶液，充分攪拌后、過濾、洗滌、干燥，稱量碳酸鈣質量2.4 g，求樣品中鈣元素和氫元素的質量比（列出計算過程）．
結論：該樣品中氫化鈣的質量分數是

84%

．

Answer 1

分析：【探究一】（1）氫氣與金屬鈣加熱制取氫化鈣，寫出反應的化學方程式即可．
（2）①氫氣具有可燃性，與空氣混合易發生爆炸，實驗過程中要保證整個裝置內已充滿氫氣，據此設計實驗的操作程序；
②由于停止微熱至冷卻后，裝置中的氣體遇冷收縮、壓強變小，又會在導管里形成一段水柱．
（3）根據題意，CaH₂和Ca與水反應都能產生Ca（OH）₂和H₂，生成的氫氧化鈣溶液顯堿性，據此進行分析解答．
【探究二】根據化合物中某元素的質量=該化合物的質量×該元素的質量分數，結合元素守恒進行分析解答．

解答：解：【探究一】（1）氫氣與金屬鈣加熱制取氫化鈣，反應的化學方程式為：Ca+H₂

△   .

CaH₂．
（2）①為保證整個裝置內已充滿氫氣，因此實驗的操作程序是：檢查裝置的氣密性→產生氫氣→收集氫氣并進行驗純→加熱→停止加熱→繼續通氫氣至冷卻→停止通入氫氣，故答案為：BADC．
②停止微熱至冷卻后，裝置中的氣體遇冷收縮、壓強變小，故會有水柱（穩定的水柱）形成．
（3）CaH₂和Ca與水反應都能產生Ca（OH）₂和H₂，生成的氫氧化鈣溶液顯堿性，在溶液中滴入酚酞后顯紅色；CaH₂和Ca與水反應的化學方程式分別為：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．
【探究二】2.4g碳酸鈣中鈣元素的質量為2.4g×

40

100

×100%=0.96g，根據元素質量守恒，樣品中含鈣元素的質量為0.96g，則樣品中含氫元素的質量為：1.0g-0.96g=0.04g，樣品中鈣元素和氫元素的質量比0.96g：0.04g=24：1．
氫化鈣中氫元素的質量為0.04g，則氫化鈣的質量為：0.04g÷

1×2

42

×100%=0.84g，
該樣品中氫化鈣的質量分數是

0.84g

1.0 g

×100%=84%．
故答案為：【探究一】（1）Ca+H₂

△   .

CaH₂；
（2）①CBDA；②有水柱（穩定的水柱）形成；
（3）紅；否，因為Ca+2H₂O=Ca（OH）₂+H₂↑，金屬鈣與水反應也有類似現象．
【探究二】2.4g碳酸鈣中鈣元素的質量為2.4g×

40

100

×100%=0.96g，根據元素質量守恒，樣品中含鈣元素的質量為0.96g，則樣品中含氫元素的質量為：1.0g-0.96g=0.04g，樣品中鈣元素和氫元素的質量比0.96g：0.04g=24：1．
答：樣品中鈣元素和氫元素的質量比24：1
84%．

點評：本題有一定難度，考查同學們新信息獲取、處理及靈活運用所學知識進行分析問題、解決問題的能力．