Question

（2012?河?xùn)|區(qū)二模）氫化鈣（CaH₂）固體是登山運(yùn)動(dòng)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(yīng)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(jìn)入C裝置

；
（2）利用圖1實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)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(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之間再接一裝置，該裝置中加入的試劑是：

無水硫酸銅

．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，某同學(xué)取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，溶液中加入酚酞后顯紅色，該同學(xué)據(jù)此斷，上述實(shí)驗(yàn)確有CaH₂生成．
①寫出CaH₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式

CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑

；
②該同學(xué)的判斷不正確，原因是

鈣與水反應(yīng)時(shí)也有相同現(xiàn)象

．
（5）請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，用化學(xué)方法區(qū)分鈣與氫化鈣，寫出實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)要步驟及觀察到的現(xiàn)象

取生成物，在氧氣中燃燒，用無水硫酸銅檢驗(yàn)生成物，若固體變藍(lán)，說明是氫化鈣

．
（6）登山運(yùn)動(dòng)員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是

常溫下呈固態(tài)，便于攜帶

．
（7）乙同學(xué)利用圖2裝置測(cè)定上述實(shí)驗(yàn)中得到的氫化鈣的純度（雜質(zhì)不與水反應(yīng)）．他稱取46mg所制得的氫化鈣樣品，記錄開始時(shí)注射器活栓停留在10.00mL刻度處，經(jīng)過一定的操作，讓反應(yīng)完全進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定）試通過計(jì)算求樣品中氫化鈣的純度：

91.3%

．

Answer 1

分析：（1）氫化鈣要密封保存，一旦接觸到水就發(fā)生反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，H₂在發(fā)生加熱反應(yīng)之前需要干燥，一般用無水氯化鈣，防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入C裝置；
（2）有氣體參加加熱或燃燒的反應(yīng)需要首先驗(yàn)純，實(shí)驗(yàn)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(yàn)是否干燥用無水硫酸銅，因?yàn)闊o水硫酸銅遇水變藍(lán)色現(xiàn)象很明顯；
（4）氫化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，鈣和水反應(yīng)也生成氫氧化鈣和氫氣；
（5）鈣燃燒生成鈣的化合物，氫化鈣燃燒生成鈣的化合物和水，根據(jù)水的性質(zhì)來檢驗(yàn)；
（6）固體易保存攜帶；
（7）由注射器D開始時(shí)活塞停留在10mL刻度處，反應(yīng)結(jié)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(zhì)量為：

0.04704L

22.4L/mol

×2g/mol=0.0042g=4.2mg，設(shè)混合物中氫化鈣的質(zhì)量為x，生成氫氣質(zhì)量為y，則鈣的質(zhì)量為46mg-x，鈣與水反應(yīng)生成氫氣質(zhì)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(jì)算x、y的值，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)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(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，H₂在發(fā)生加熱反應(yīng)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(jìn)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(jìn)入C裝置；
（2）有氣體參加加熱或燃燒的反應(yīng)需要首先驗(yàn)純，實(shí)驗(yàn)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?yàn)椋孩冖佗堍郏?br />故答案為：②①④③；
（3）檢驗(yàn)是否干燥用無水硫酸銅，因?yàn)闊o水硫酸銅遇水變藍(lán)色現(xiàn)象很明顯，
故答案為：無水硫酸銅；
（4）①氫化鈣和水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，反應(yīng)方程式為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，
故答案為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑；
②鈣和氫化鈣與水反應(yīng)現(xiàn)象相同，所以該同學(xué)判斷錯(cuò)誤，故答案為：鈣與水反應(yīng)時(shí)也有相同現(xiàn)象；
（5）鈣燃燒生成鈣的化合物，氫化鈣燃燒生成鈣的化合物和水，用無水硫酸銅能檢驗(yàn)水的存在，
故答案為：取生成物，在氧氣中燃燒，用無水硫酸銅檢驗(yàn)生成物，若固體變藍(lán)，說明是氫化鈣；
（6）常溫下氫化鈣為固態(tài)，便于攜帶，故答案為：常溫下呈固態(tài)，便于攜帶；
（7）由注射器D開始時(shí)活塞停留在10mL刻度處，反應(yīng)結(jié)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(zhì)量為：

0.04704L

22.4L/mol

×2g/mol=0.0042g=4.2mg，設(shè)混合物中氫化鈣的質(zhì)量為x，生成氫氣質(zhì)量為y，則鈣的質(zhì)量為46mg-x，鈣與水反應(yīng)生成氫氣質(zhì)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=

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=

2x

21

代入，解得x=42mg，所以樣品中氫化鈣的純度為：

42mg

46mg

×100%=91.30%，
故答案為：91.3%．

點(diǎn)評(píng)：本題以氫化鈣制備為載體，考查實(shí)驗(yàn)基本技能與操作、對(duì)好題中的信息的利用、對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的理解分析、物質(zhì)分離提純、化學(xué)計(jì)算、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)等，本題測(cè)重基本實(shí)驗(yàn)操作能力考查，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．