Question

4．氫化鈣（CaH₂）是一種儲(chǔ)氫材料，是登山運(yùn)動(dòng)員常用的能源提供劑．甲、乙兩位同學(xué)選用如圖裝置（固定裝置省略），用氫氣與金屬鈣加熱制備氫化鈣．實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，兩位同學(xué)對(duì)硬質(zhì)玻璃管中的固體進(jìn)行如下探究：

【提出問題】硬質(zhì)玻璃管中的鈣是否完全轉(zhuǎn)化為CaH₂？
【查閱資料】
（1）金屬鈣活動(dòng)性很強(qiáng)，遇水反應(yīng)生成氫化鈣，同時(shí)產(chǎn)生一種氣體；
（2）氫化鈣要密封保存，遇水反應(yīng)放出氫氣．
【猜想與實(shí)驗(yàn)】
（1）固體為Ca和CaH₂．
（2）固體為CaH₂．
甲同學(xué)的探究活動(dòng)如下：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
①取少量硬質(zhì)玻璃管中的固體于試管中，滴入少量水，收集產(chǎn)生的氣體，并用燃著的木條點(diǎn)燃．	冒氣泡；氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰	有氫氣生成
②繼續(xù)向溶液中滴加酚酞．	呈紅色	生成Ca（OH）2（填化學(xué)式）

【實(shí)驗(yàn)反思】
乙同學(xué)認(rèn)為由以上探究活動(dòng)還不能得出猜想1正確，理由是若固體為CaH₂，遇水反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生相同的現(xiàn)象，請(qǐng)你幫助乙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，寫出主要的實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和相應(yīng)結(jié)論：取等質(zhì)量的氫化鈣和待測(cè)固體，分別放入兩支試管中，加入足量的水，使其充分反應(yīng)，收集產(chǎn)生的氣體，比較反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積．若體積相等，說明玻璃管中Ca完全轉(zhuǎn)化為CaH₂；若不相等，則說明Ca未完全轉(zhuǎn)化為CaH₂．
【反思討論】
（1）寫出CaH₂與水反應(yīng)的化學(xué)方程式CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑．
（2）登山運(yùn)動(dòng)員常用氫化鈣固體作能源提供劑，與氫氣相比，其優(yōu)點(diǎn)是便于攜帶、避免爆炸危險(xiǎn)．
（3）制備CaH₂裝置中，玻璃管a的作用是檢驗(yàn)裝置的氣密性．

Answer 1

分析 [猜想與實(shí)驗(yàn)]：
根據(jù)氫氣的可燃性和燃燒時(shí)的現(xiàn)象分析解答；
根據(jù)題目所給信息和反應(yīng)前后元素種類不變、堿性物質(zhì)可使酚酞變紅分析解答；
[實(shí)驗(yàn)反思]
根據(jù)氫化鈣與水反應(yīng)的現(xiàn)象與鈣與水反應(yīng)的現(xiàn)象考慮結(jié)論是否正確；設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析：取等質(zhì)量的氫化鈣和待測(cè)固體，加入足量的水，使其充分反應(yīng)，若生成氫氣的體積相等，說明固體為氫化鈣；
[反思討論]
（1）根據(jù)氫化鈣與水反應(yīng)的原理書寫方程式；
（2）根據(jù)氣體體積大不容易攜帶而固體體積小攜帶方便考慮；
（3）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，裝置的氣密性要良好，裝置氣密性檢驗(yàn)有多種方法，原理都是根據(jù)裝置內(nèi)外的壓強(qiáng)差形成水柱或氣泡，據(jù)此分析a的作用．

解答 解：[猜想與實(shí)驗(yàn)]：
由實(shí)驗(yàn)結(jié)論可知，生成的氣體是氫氣，而氫氣具有可燃性，且燃燒時(shí)火焰呈淡藍(lán)色；
由題意可知：金屬鈣遇水反應(yīng)生成氫氧化鈣；氫化鈣要密封保存，遇水反應(yīng)放出氫氣，依據(jù)反應(yīng)前后元素種類不變可知：氫化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，而氫氧化鈣溶液顯堿性，堿性物質(zhì)可使酚酞變紅；
故答案為：

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論及解釋
冒氣泡；氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰
	Ca（OH）2

[實(shí)驗(yàn)反思]
由上述分析可知：氫化鈣與水反應(yīng)也能生成氫氧化鈣和氫氣，與鈣和水水反應(yīng)現(xiàn)象相同，所以以上探究活動(dòng)還不能得出猜想1正確；可設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析：取等質(zhì)量的氫化鈣和待測(cè)固體，加入足量的水，使其充分反應(yīng)，若生成氫氣的體積相等，說明玻璃管中Ca完全轉(zhuǎn)化為CaH ₂，固體為氫化鈣；
故答案為：
若固體為CaH₂，遇水反應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生相同的現(xiàn)象；
取等質(zhì)量的氫化鈣和待測(cè)固體，分別放入兩支試管中，加入足量的水，使其充分反應(yīng)，收集產(chǎn)生的氣體，比較反應(yīng)產(chǎn)生氣體的體積．若體積相等，說明玻璃管中Ca完全轉(zhuǎn)化為CaH ₂；若不相等，則說明Ca未完全轉(zhuǎn)化為CaH₂；
[反思討論]
（1）氫化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣，方程式是CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑；
（2）氣體體積大不容易攜帶而固體體積小攜帶方便，且氫氣具有可燃性，遇明火可能發(fā)生爆炸；
（3）檢驗(yàn)裝置的氣密性時(shí)可這樣操作：先在廣口瓶中注入水浸沒導(dǎo)管下端，雙手捂住燒瓶，燒瓶?jī)?nèi)氣體受熱膨脹，使廣口瓶瓶中氣體壓強(qiáng)增大，在a玻璃管中形成一段水柱，說明裝置氣密性良好；
故答案為：
（1）CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑；
（2）便于攜帶、避免爆炸危險(xiǎn)；
（3）檢驗(yàn)裝置的氣密性．

點(diǎn)評(píng) 解答時(shí)注意分析題目所給信息并結(jié)合所學(xué)知識(shí)，對(duì)信息加以整合，依據(jù)題意分析問題、解決問題．