Question

【題目】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，下圖是模擬制取裝置。

（1）裝置B的作用是___________________；裝置D的作用是_______________________；

（2）利用實驗裝置進行實驗，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，________（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(jīng)干燥，應在B、C之間再接一裝置，該裝置中加入的試劑是______。

（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________溶液（填化學式），攪拌、過濾③________（填操作名稱）④_______（填操作名稱）⑤稱量碳酸鈣

（5）乙同學利用如圖裝置測定上述實驗中得到的氫化鈣的純度。他稱取46 mg 所制得的氫化鈣樣品，記錄開始時注射器活塞停留在10.00mL刻度處，反應結(jié)束后充分冷卻，活塞最終停留在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：__________________________。

Answer 1

【答案】除去氫氣中的水蒸氣 防止空氣中的水蒸氣進入C裝置 ②①④③ 無水硫酸銅（或其他合理答案） Na2CO3（K2CO3或其他合理答案） 洗滌 烘干（干燥） 91.3％

【解析】

（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在和Ca發(fā)生反應之前需要干燥，一般用無水氯化鈣，防止空氣中的水蒸氣進入C裝置；

（2）有氣體參加且需要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以知道,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(jīng)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(jié)束后充分冷卻,活塞最終停留57.04mL刻度處,可以知道生成氫氣：57.04mL-10mL=47.04mL，所以氫氣的質(zhì)量為：2g/mol=0.0042g=4.2mg，設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，鈣與水反應生成氫氣質(zhì)量為4.2mg-y，根據(jù)方程式CaH22H2O=Ca(OH)22H2、Ca2H2O=Ca(OH)2H2,列方程計算x、y的值,再根據(jù)質(zhì)量分數(shù)定義計算；

（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在和Ca發(fā)生反應之前需要干燥，一般用無水氯化鈣做干燥劑干燥H2，以去除氫氣中的水蒸氣，D的作用是防止空氣中的水蒸氣進入C裝置；

本題答案為：除去氫氣中的水蒸氣，防止空氣中的水蒸氣進入C裝置。

（2）有氣體參加且需要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；

本題答案為：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，故為了確認進入裝置C的氫氣已經(jīng)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；

本題答案為：無水硫酸銅。

（4）從最終稱量碳酸鈣可以知道,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(jīng)過濾、洗滌、烘干、稱量,確定純度；

本題答案為：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(jié)束后充分冷卻,活塞最終停留57.04mL刻度處,可以知道生成氫氣：57.04mL-10mL=47.04mL，所以氫氣的質(zhì)量為：2g/mol=0.0042g=4.2mg，設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，鈣與水反應生成氫氣質(zhì)量為4.2mg-y，

CaH22H2O===Ca(OH)22H2，

42 4

X y 有42：4=x：y---①

Ca2H2O=== Ca(OH)2H2，

40 2

46-x 4.2-y 有40：2=（46-x）：(4.2-y)---②

聯(lián)立①②解得x=42mg，y=4mg。所以樣品中氫化鈣的純度為：100=91.3；

本題答案為：91.3