Question

【題目】氫化鈣(CaH2)是一種常用的儲(chǔ)氫材料，也是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑，需要密封保存，遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣。某研究性學(xué)習(xí)小組模擬生產(chǎn)企業(yè)制取氫化鈣。

（實(shí)驗(yàn)）

用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制得干燥、純凈的氫氣，再與金屬鈣在加熱的條件下直接化合，即可制得CaH2。

(1)下列有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法正確的是_____________________________________。

a．其他條件相同時(shí)，粗鋅制取氫氣的速率比純鋅快　

b．加熱時(shí)，必須通入氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣，以防止空氣的干擾

c．可以用濃硫酸或堿石灰對(duì)H2進(jìn)行干燥除雜

d．開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先通入H2，后給金屬鈣加熱

e．停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先停止通入H2，后停止加熱

（提出假設(shè)）

(2)由于實(shí)驗(yàn)中操作不當(dāng)，金屬鈣或氫化鈣都可能被氧化；該小組甲同學(xué)對(duì)反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分提出如下假設(shè)：

假設(shè)1：含有Ca和CaH2；

假設(shè)2：含有CaH2和CaO；

假設(shè)3：含有__________________。

（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，驗(yàn)證假設(shè)）

(3)定性實(shí)驗(yàn)用化學(xué)方法鑒別Ca與CaH2，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成下表中內(nèi)容。

實(shí)驗(yàn)步驟	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
取少量固體樣品，____________________________________________________________________。	_______________________________________________。

(4)定量實(shí)驗(yàn)測(cè)定Ca和CaH2混合物中CaH2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

①取m1 g樣品與水完全反應(yīng)，利用如圖裝置測(cè)定生成的氣體體積時(shí)，在________時(shí)進(jìn)行收集(填字母)。

a．剛開始有氣泡

b．氣泡連續(xù)均勻

c．氣體經(jīng)過驗(yàn)純后，再收集

②如果裝置氣密性良好，操作正確，乙同學(xué)認(rèn)為：由于液體加入，導(dǎo)致氣體的體積測(cè)定_____________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)，則計(jì)算出氫化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_____________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。

（反思與交流）

(5)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)是氫化鈣是固體，攜帶方便。既然金屬鈣與水反應(yīng)也能生成氫氣，為什么還要將金屬鈣制備成氫化鈣呢？你的觀點(diǎn)是_______________________________________________________________________________________________________________ 。

Answer 1

【答案】acd CaH2(或CaH2、Ca、CaO) 干燥條件下與氧氣反應(yīng)，將生成的產(chǎn)物通入裝有無(wú)水硫酸銅的干燥管 無(wú)水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色，則為CaH2，不變藍(lán)則為Ca a 偏高 偏高 略

【解析】

（1）a、粗鋅在反應(yīng)中可形成原電池而使反應(yīng)加快，a正確；b、該反應(yīng)在氫氣的環(huán)境中進(jìn)行，無(wú)需通入氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣，b錯(cuò)誤；c、濃硫酸和堿石灰可以吸水，而且與氫氣不反應(yīng)，可作氫氣的干燥劑，c正確；根據(jù)以上分析可知d正確；e、停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，先停止加熱，后停止通入H2，e錯(cuò)誤，答案選acd。（2）根據(jù)假設(shè)1和2可知假設(shè)3：若完全反應(yīng)生成CaH2，而且沒有氧化，則只含有CaH2，也可能是Ca部分與氫氣反應(yīng)，有部分Ca被氧化，即固體成分可能是CaH2、Ca、CaO，但一定有CaH2。（3）依據(jù)Ca不含H，CaH2含H，由此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別，即干燥條件下與氧氣反應(yīng)，將生成的產(chǎn)物通入裝有無(wú)水硫酸銅的干燥管，如果無(wú)水硫酸銅變?yōu)樗{(lán)色，則為CaH2，不變藍(lán)則為Ca。（4）①測(cè)定生成的氣體體積時(shí)必須從實(shí)驗(yàn)開始就收集，答案選a；②因液體的加入而使錐形瓶?jī)?nèi)的氣體排出，使收集的氣體體積增大，則CaH2質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高。（5）根據(jù)化學(xué)方程式Ca＋2H2O===Ca(OH)2＋H2↑，CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑可知等質(zhì)量的Ca和CaH2制H2時(shí)，CaH2生成的氫氣多，因此還要將金屬鈣制備成氫化鈣。