7.氫化鈣(CaH2)固體是登山運動員常用的能源提供劑.氫化鈣要密封保存,一旦接觸到水就發(fā)生反應生成氫氧化鈣和氫氣.氫化鈣通常用氫氣與金屬鈣加熱制取,圖1是模擬制取裝置.

(1)裝置B的作用是除去氫氣中的水蒸氣;裝置D的作用是防止空氣中的水蒸氣進入C裝置;
(2)利用圖1實驗裝置進行實驗,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,②①④③(請按正確的順序填入下列步驟的序號).
①加熱反應一段時間         ②收集氣體并檢驗其純度
③關閉分液漏斗活塞         ④停止加熱,充分冷卻
(3)為了確認進入裝置C的氫氣已經干燥,應在B、C之間再接一裝置,該裝置中加入的試劑是:無水硫酸銅.
(4)甲同學設計一個實驗,測定上述實驗中得到的氫化鈣的純度.請完善下列實驗步驟.
①樣品稱量;②加入Na2CO3溶液(填化學式);攪拌、過濾;③洗滌(填操作名稱);④烘干(填操作名稱);⑤稱量碳酸鈣.
(5)乙同學利用圖2裝置測定上述實驗中得到的氫化鈣的純度.他稱取46mg 所制得的氫化鈣樣品,記錄開始時注射器活栓停留在10.00mL刻度處,經過一定的操作,讓反應完全進行后充分冷卻,活栓最終停留在57.04mL刻度處.(上述氣體體積均在標準狀況下測定)試通過計算求樣品中氫化鈣的純度:91.3%.

分析 氫化鈣的制備:鋅和稀硫酸反應:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,氫氣中含有水蒸氣,通過無水氯化鈣進行干燥,在裝置C中和鈣進行反應Ca+H2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH2,生成氫化鈣,因氫化鈣遇水立即反應生成氫氧化鈣和氫氣,所以D防止空氣中的水蒸氣進行C中.
(1)氫化鈣要密封保存,一旦接觸到水就發(fā)生反應生成氫氧化鈣和氫氣,H2在發(fā)生加熱反應之前需要干燥,一般用無水氯化鈣,防止空氣中的水蒸氣進入C裝置;
(2)有氣體參加加熱或燃燒的反應需要首先驗純,實驗完畢后先熄火、冷卻,再停止氣體生成,防止倒吸發(fā)生爆炸;
(3)檢驗是否干燥用無水硫酸銅,因為無水硫酸銅遇水變藍色現(xiàn)象很明顯;
(4)從最終稱量碳酸鈣可知,應加入碳酸鹽溶液,使CaH2反應的同時得到碳酸鈣沉淀,然后經過濾、洗滌、烘干、稱量,確定純度;
(5)由注射器D開始時活塞停留在10mL刻度處,反應結束后充分冷卻,活塞最終停留57.04mL刻度處,可知生成氫氣:57.04mL-10mL=47.04mL,所以氫氣的質量為:$\frac{0.04704L}{22.4L/mol}$×2g/mol=0.0042g=4.2mg,設混合物中氫化鈣的質量為x,生成氫氣質量為y,則鈣的質量為46mg-x,鈣與水反應生成氫氣質量為4.2mg-y,根據(jù)方程式CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2↑、Ca+2H2O═Ca(OH)2+H2↑,列方程計算x、y的值,再根據(jù)質量分數(shù)定義計算.

解答 解:(1)氫化鈣要密封保存,一旦接觸到水就發(fā)生反應生成氫氧化鈣和氫氣,H2在發(fā)生加熱反應之前需要干燥,一般用無水氯化鈣,故裝置B的作用是:除去氫氣中的水蒸氣,裝置D的作用是:防止空氣中的水蒸氣進入C裝置,
故答案為:除去氫氣中的水蒸氣;防止空氣中的水蒸氣進入C裝置;
(2)有氣體參加加熱或燃燒的反應需要首先驗純,實驗完畢后先熄火、冷卻,再停止氣體生成,防止倒吸發(fā)生爆炸,故正確的操作順序為:②①④③,
故答案為:②①④③;
(3)檢驗是否干燥用無水硫酸銅,因為無水硫酸銅遇水變藍色現(xiàn)象很明顯,
故答案為:無水硫酸銅;
(4)從最終稱量碳酸鈣可知,應加入碳酸鈉溶液,使CaH2反應的同時得到碳酸鈣沉淀,然后經過濾、洗滌、烘干、稱量,確定純度,
故答案為:Na2CO3;洗滌、烘干;
(5)由注射器D開始時活塞停留在10mL刻度處,反應結束后充分冷卻,活塞最終停留57.04mL刻度處,可知生成氫氣:57.04mL-10mL=47.04mL,所以氫氣的質量為:$\frac{0.04704L}{22.4L/mol}$×2g/mol=0.0042g=4.2mg,設混合物中氫化鈣的質量為x,生成氫氣質量為y,則鈣的質量為46mg-x,鈣與水反應生成氫氣質量為4.2mg-y,則:
CaH2+2H2O═Ca(OH)2+2H2
42                   4
X                    Y
所以42:4=x:y,整理的y=$\frac{2x}{21}$
Ca+2H2O═Ca(OH)2+H2
40                 2
46mg-x          4.2mg-y
所以40:2=(46mg-x):(4.2mg-y),將y=$\frac{2x}{21}$代入,解得x=42mg,所以樣品中氫化鈣的純度為:$\frac{42mg}{46mg}$×100%=91.30%,
故答案為:91.3%.

點評 本題以氫化鈣制備為載體,考查實驗基本技能與操作、對題中的信息的利用、對實驗裝置的理解分析、物質分離提純、化學計算、實驗方案設計等,是對學生綜合能力的考查,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

2.水是生命之源,與生活生產關系密切.保護水環(huán)境、珍愛水資源,是每個公民應盡的責任和義務.
(1)為了防止水的污染,下列做法有利于保護水資源的是②④(填編號).
①抑制水中所有動、植物的生長;    
②不任意排放工業(yè)廢水;
③大量使用化肥農藥;     
④生活污水經過凈化處理后再排放.
天然水中含有許多雜質,自來水生產過程中,常用過濾的方法除去水中懸浮的雜質,同時還必須進行消毒.ClO2是一種新型的自來水消毒劑,工業(yè)上用Cl2與NaClO2制取ClO2.請配平下列化學方程式:
□Cl2+□NaClO2═□NaCl+□ClO2
(2)在化學實驗和科學研究中,水也是一種常用的試劑.水分子在特定條件下容易得到一個H+,形成水合氫離子(H3O+).下列對上述過程的描述不合理的是AD(填序號).
A.氧元素發(fā)生了改變             
B.微粒的組成結構發(fā)生了改變
C.微粒的化學性質發(fā)生了改變
D.水合離子與水分子相比電子數(shù)發(fā)生了改變.
研究人員最近發(fā)現(xiàn),在一定的實驗條件下,給水施加一個弱電場,在常溫、常壓下,水可以結成冰,稱為“熱冰”.“熱冰”有許多實用價值,如開發(fā)新藥、用于納米打印機等,還可能用來CD(填寫序號)
A.代替干冰              B.防止冰川熔化
C.在室溫下制作冰雕      D.建室溫溜冰場.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.常溫下,某溶液中由水電離出的c(H+)=10-12mol/L,則該溶液中一定不能大量存在的離子組是( 。
A.Cu2+、NO3-、Cl-、Na+B.NH4+、Mg2+、NO3-、SO42-
C.K+、Ca2+、HCO3-、Cl-、D.Cl-、SO42-、K+、Na+

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

20.下列烷烴的諸多同分異構體中,某種同分異構體的一氯代物可以只有一種,這種烷烴是(  )
A.正二十一烷B.正二十五烷C.正二十六烷D.正二十七烷

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學和化學等性能,有廣泛的應用前景.如圖是利用海水制鹽的副產品制備納米氧化鎂的流程圖.

(1)操作I包括蒸發(fā)結晶、過濾.
(2)操作I后得到的母液中鎂離子濃度為1.8×10-3 mol•L-1,要使鎂離子產生沉淀,溶液的pH最低應為10.(已知:Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11
(3)反應I中CO(NH22與H20反應生成C02和NH3•H20,還發(fā)生另一主要化學反應的離子方程式為Mg2++2NH3•H20=Mg(OH)2↓+2NH4+
(4)某科研小組研究反應I在378K~398K時的反應時問、反應物的物質的量配比等因素對制備納米氧化鎂產率的影響.請完成以下實驗設計表:
實驗編號T/K反應時間/h反應物的物質的量配比n[CO(NH22]:n[MgCl2.6H2O]實驗目的
37833:1(I)實驗①和③探究反應物的物質的量配比對產率的影響
(II)實驗②和④探究溫度對產率的影響
(III)實驗②和③探究反應時間對產率的影響
37844:1
3783
39844:1
(5)如圖為反應的溫度對納米MgO產率的影響.請歸納出溫度對納米MgO產率的影響規(guī)律其他條件相同時,在378K~398K,納米MgO的產率隨溫度升高而升高,之后納米MgO的產率隨溫度升高而降低.(或其他條件相同時,納米MgO的產率隨溫度的升高先升高后降低).

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

12.某化學興趣小組為探究SO2的性質,按下圖所示裝置進行實驗.

請回答下列問題:
(1)裝置A中盛放濃硫酸的儀器名稱是分液漏斗
(2)實驗過程中,裝置B、C中發(fā)生的現(xiàn)象分別是溶液由紫紅色變?yōu)闊o色、出現(xiàn)黃色渾濁,這些現(xiàn)象分別說明SO2具有的性質是還原性和氧化性;裝置B中發(fā)生反應的離子方程式為2MnO4-+5SO2+2H2O═2Mn2++5SO42-+4H+
(3)下列藥品中能夠用來證明反應結束后的燒瓶中的確有余酸的是:AD(填寫字母編號,有幾個寫幾個,多寫或寫錯0分).
A.鐵粉    B.BaCl2溶液   C.銀粉    D.Na2CO3溶液
(4)裝置D的目的是探究SO2與品紅作用的可逆性,當品紅褪色后在點燃酒精燈前應必須注意待品紅溶液完全褪色后,關閉分液漏斗的旋塞,點燃酒精燈加熱;無色溶液恢復為紅色.
(5)尾氣可采用NaOH溶液吸收.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

19.如表為部分短周期元素化合價及相應氫化物沸點的數(shù)據(jù):
元素性質元素編號
ABCDE
F
GH
氫化物的沸點(℃)-60.7-33.4-111.5100-87.719.54-84.9
-161.5
最高化合價+6+5+4+5
+7

+4

最低化合價
-2-3-4-2-3-1-1-4
已知:①A與D可形成化合物AD2、AD3,可用于制備強酸甲;
②B與D可形成化合物BD、BD2,可用于制備強酸乙.
請回答:
(1)表中屬于第三周期元素的是ACEG(用表中元素編號填寫).寫出H的最高價氧化物的結構式:O=C=O.
(2)比較A、D、G三種簡單陰離子的半徑大。簉S2->rCl->rO2-.比較元素F、G的氫化物的沸點高低,并說明理由F、G形成的氫化物分別為HF、HCl,兩者形成的晶體都為分子晶體,而HF分子之間易形成氫鍵,所以沸點HF的高.(均用實際的元素符號表示)
(3)由表中D元素和氫元素的原子按1:1組成的常見液態(tài)化合物的稀溶液易被催化分解,可使用的催化劑為(填序號)ab.
a.MnO2 b.FeCl3          c.Na2SO3        d.KMnO4
(4)分子組成為ADG2的物質在水中會強烈水解,產生使品紅溶液褪色的無色氣體和一種強酸.該反應的化學方程式是:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl.
(5)以下說法正確的是bc(填編號).
a.元素H與元素C的單質、其氫化物、最高價氧化物的沸點都是H的高
b.工業(yè)上單質C的制備要用到單質H、G;單質C可以與強堿、F的氫化物的水溶液反應
c.能說明元素D的非金屬性比A強的實驗:把D的單質通入到A的氫化物的水溶液來實現(xiàn).

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

16.下列說法中不正確的是( 。
A.維勒用無機物合成了尿素,突破了無機物與有機物的界限
B.分子式為C4H8的有機物可能存在4個C-C單鍵
C.(CH33CCH2CH(C2H5)CH3 可命名為2,2-二甲基-4-乙基戊烷,核磁共振氫譜有6組峰
D.尼龍、棉花、天然橡膠、ABS樹脂都是由高分子化合物組成的物質

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

17.為測定某有機化合物A的結構,進行如下實驗:
(一)分子式的確定
(1)將有機物A置于氧氣流中充分燃燒,實驗測得:碳的質量分數(shù)是64.86%,氫的質量分數(shù)是13.51%,則該物質中各元素的原子個數(shù)比n(C):n(H):n(O)=4:10:1
(2)用質譜儀測定該有機化合物,質譜圖如圖所示,該物質的分子式是C4H10O
(二)結構式的確定
(3)A的紅外光譜圖上有C-H鍵、O-H鍵、C-O鍵的振動吸收峰.根據(jù)價鍵理論,預測A屬于醇類物質,共有4種結構.
(4)A的核磁共振氫譜有兩個峰,則A的結構簡式為
(三)性質實驗
(5)A脫水可生成B,在一定條件下,B可合成塑料C,請寫出B轉化為C的化學方程式:nCH2=C(CH3)-CH3$\stackrel{一定條件}{→}$

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