Question

14．氫化鈣（CaH₂）固體是一種儲(chǔ)氫材料，是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑．
【查閱資料】
①氫化鈣通常用氫氣與鈣加熱制得．
②氫化鈣要密封保存，遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣．
③鈣遇水立即發(fā)生劇烈反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，并放出大量的熱．
④標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的密度為0.09g/L．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
小組同學(xué)設(shè)計(jì)的制取裝置如圖1所示（固定裝置略）．

回答下列問(wèn)題：
（1）CaH₂中氫元素的化合價(jià)為-1．
（2）B、D中所盛試劑相同，該試劑為濃硫酸，其作用分別是干燥氫氣、防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C中．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)先打開A中活塞，一段時(shí)間后，再點(diǎn)燃C中酒精燈，其目的是排凈裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸．
【實(shí)驗(yàn)反思】小組同學(xué)通過(guò)反思提出問(wèn)題：上述制得的氫化鈣是否純凈？他們?cè)俅卧O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)．
實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟1：檢查裝置氣密性，裝入足量的水和已稱好0.42g的氫化鈣樣品，按圖2所示連接儀器（固定裝置略）．
步驟2：將Y形管傾斜，使A中的水全部進(jìn)入B中：完全反應(yīng)后，冷卻至室溫，讀取量筒讀數(shù)．．
最終，量筒讀數(shù)為400mL，通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)可分析出制得的氫化鈣不純凈，其依據(jù)是0.42g×$\frac{4}{42}$＞400×10^-3L×0.09g/L．（用計(jì)算式表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合物中元素化合價(jià)的計(jì)算方法來(lái)分析；
（2）根據(jù)濃硫酸的吸水性來(lái)分析；
（3）根據(jù)氫氣不純加熱或點(diǎn)燃易發(fā)生爆炸來(lái)分析；
【實(shí)驗(yàn)反思】利用氫化鈣的質(zhì)量計(jì)算出生成氫氣的質(zhì)量，從而判斷是否純凈．

解答 解：（1）CaH₂中，鈣元素顯+2價(jià)，在化合物中，各元素正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為零，設(shè)其中氫元素的化合價(jià)為x，則（+2）+x=0，x=-1；故填：-1；
（2）B、D中所盛試劑均為濃硫酸，B裝置中的濃硫酸是吸收氫氣中混有的水蒸氣，D裝置中的濃硫酸是為了防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入裝置C中與鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；故填：濃硫酸；干燥氫氣；防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C中；
（3）氫氣不純時(shí)，點(diǎn)燃或加熱易發(fā)生爆炸，所以要先通入氫氣排凈裝置內(nèi)空氣，故填：排凈裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸；
【實(shí)驗(yàn)反思】步驟2：該反應(yīng)是個(gè)放熱反應(yīng)，所以要將裝置冷卻至室溫再讀數(shù)，故填：完全反應(yīng)后，冷卻至室溫，讀取量筒讀數(shù)；
設(shè)若0.42g氫化鈣為純凈物，則生成氫氣的質(zhì)量可設(shè)為x，氫化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，
                                                                                                                                                                        42                                      4
                                                                                                                                                                       0.42g                                   x
$\frac{42}{4}=\frac{0.42g}{x}$
x=0.42g×$\frac{4}{42}$=0.04g
而實(shí)驗(yàn)中收集到氫氣的質(zhì)量為：$\frac{400}{1000}$L×0.09g/L=0.036g；
因?yàn)?.04g＞0.036g，所以制得的氫化鈣不純凈．
故填：0.42g×$\frac{4}{42}$＞400×10^-3L×0.09g/L．

點(diǎn)評(píng) 題考查物質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)方案，為高頻考點(diǎn)，把握物質(zhì)的性質(zhì)、發(fā)生的反應(yīng)、實(shí)驗(yàn)裝置的作用及實(shí)驗(yàn)技能為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．