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 ,裝置中的無水氯化鈣干燥裝置也可用 來代替.
(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 .
(1)根據(jù)化合價(jià)原則和堿石灰的吸水性分析回答; (2)根據(jù)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)生要爆炸分析實(shí)驗(yàn)的操作順序; (3)根據(jù)無水硫酸銅能與水結(jié)合生藍(lán)色的硫酸銅晶體分析; (4)①根據(jù)橡膠管能將分液漏斗和燒杯聯(lián)通分析作用; ②根據(jù)鈣是較活潑的金屬能與水反應(yīng)分析; ③根據(jù)氫氣的體積和密度求出氫氣的質(zhì)量,根據(jù)氫化鈣與水反應(yīng)的方程式,由氫氣的質(zhì)量,求出氫化鈣的質(zhì)量再求出氫化鈣的純度. ④根據(jù)質(zhì)量守恒動(dòng)裝置減少的質(zhì)量就是生成的氫氣的質(zhì)量,有上述計(jì)算可找出m,m1,m2和w之間的關(guān)系. | |
解答: | 解:(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,裝置中的無水氯化鈣干燥裝置也可用堿石灰來代替; (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 故答為:(1)+2、﹣1,堿石灰;(2)②①④③;(3)無水硫酸銅,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. |
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