Question

2．氫化鈣（CaH₂）是二種常用的儲氫材料，也是登山運(yùn)動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acd．
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)，必須通人氮?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H₂進(jìn)行干燥除雜
d•開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先通人H₂，后給金屬鈣加熱
已停止實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先停止通人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)對反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分提出如下假設(shè)．
假設(shè)l：含有Ca 和CaH₂．
假設(shè)2：含有CaH₂和CaO．
假設(shè)3：含有Ca、CaH₂、CaO．
【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?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成下表中內(nèi)容．

實(shí)驗(yàn)步驟（不要求寫具體操作過程）	預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
取少量固體樣品，•…

（4）定量實(shí)驗(yàn)  測定Ca 和CaH₂混合物中CaH₂ 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
①取m₁g樣品與水完全反應(yīng)，利用如圖裝置測定生成的氣體體積時(shí)，在a時(shí)進(jìn)行收集（填字母）
a剛開始有氣泡時(shí)
b氣泡連續(xù)均勻時(shí)
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)致氣體的體積測定偏大，則計(jì)算出氫化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高（天“偏高”、“偏低”“無影響”）
【反思與交流】
（5）登山運(yùn)動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，為什么還要講金屬鈣制備成氫化鈣呢？你的觀點(diǎn)是等質(zhì)量的鈣與氫化鈣中，氫化鈣產(chǎn)生成氫氣多．

Answer 1

分析 （1）a、其他條件相同時(shí)，粗鋅在溶液中會形成原電池，反應(yīng)速率加快；
b、金屬鈣在加熱的條件能與氮?dú)夥磻?yīng)；
c、濃硫酸或堿石灰與H₂不反應(yīng)，且能吸水，所以可以對氫氣進(jìn)行干燥；
d、先通人H₂，可以排除空氣，防止鈣被空氣氧化；
（2）金屬鈣或氫化鈣都可能被氧化，反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分可能為Ca、CaH₂、CaO其中的兩種，也可能為三種；
（3）氫化鈣在干燥條件下與氧氣反應(yīng)有水生成，通入裝有無水硫酸銅的干燥管中，硫酸銅變藍(lán)，即可與鈣區(qū)分；
（4）①測定生成的氣體體積時(shí)必須從剛開始就收集，因數(shù)反應(yīng)后錐形瓶內(nèi)會存有氫氣，與原來存有的空氣抵消，體積才基本不變；
②因液體加入引起氣體排出，導(dǎo)致氣體體積測定變大，據(jù)此判斷；
（5）根據(jù)鈣與水反應(yīng)的方程式和氫化鈣與水反應(yīng)的方程式判斷等質(zhì)量的鈣與氫化鈣產(chǎn)生成氫氣的多少．

解答 解：（1）a、其他條件相同時(shí)，粗鋅在溶液中會形成原電池，反應(yīng)速率加快，故a正確；
b、金屬鈣在加熱的條件能與氮?dú)夥磻?yīng)，故b錯誤；
c、濃硫酸或堿石灰與H₂不反應(yīng)，且能吸水，所以可以對氫氣進(jìn)行干燥，故c正確；
d、先通人H₂，可以排除空氣，防止鈣被空氣氧化，故d正確，
故選acd；
（2）金屬鈣或氫化鈣都可能被氧化，反應(yīng)后的固體產(chǎn)物成分可能為Ca、CaH₂、CaO其中的兩種，也可能為三種，所以假設(shè)3為Ca、CaH₂、CaO，
故答案為：Ca、CaH₂、CaO；
（3）氫化鈣在干燥條件下與氧氣反應(yīng)有水生成，通入裝有無水硫酸銅的干燥管中，硫酸銅變藍(lán)，即可與鈣區(qū)分，所以定性鑒別Ca與CaH₂的實(shí)驗(yàn)方法為取少量固體在燥條件下與氧氣反應(yīng)，將生成物通入裝有無水硫酸銅的干燥管中，觀察無水硫酸銅是否變藍(lán)色，
故答案為：取少量固體在燥條件下與氧氣反應(yīng)，將生成物通入裝有無水硫酸銅的干燥管中，觀察無水硫酸銅是否變藍(lán)色；
（4）①測定生成的氣體體積時(shí)必須從剛開始就收集，因數(shù)反應(yīng)后錐形瓶內(nèi)會存有氫氣，與原來存有的空氣抵消，體積才基本不變，
故選a；
②因液體加入引起氣體排出，導(dǎo)致氣體體積測定變大，所以計(jì)算出氫化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高，
故答案為：偏高；
（5）根據(jù)鈣與水反應(yīng)的方程式為Ca+2H₂O=Ca（OH）₂+H₂↑，氫化鈣與水反應(yīng)的方程式為CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，所以等質(zhì)量的鈣與氫化鈣中，氫化鈣產(chǎn)生成氫氣多，
故答案為：等質(zhì)量的鈣與氫化鈣中，氫化鈣產(chǎn)生成氫氣多．

點(diǎn)評 本題主要考查物質(zhì)的制備，正確理解題中信息及熟練運(yùn)用元素化合物的基礎(chǔ)知識是解題的關(guān)鍵，題目難度中等．