Question

19．氫化鈣（CaH₂）是一種常用的儲氫材料，某化學興趣小組通過查閱資料并在老師的指導下設計了制取氫化鈣并測定制取的氫化鈣樣品中氫化鈣的質(zhì)量分數(shù)．
【資料在線】
Ⅰ．用氫氣與金屬鈣加熱的方法可制得氫化鈣．
Ⅱ．氫化鈣要密封保存，一旦接觸到水就發(fā)生反應，放出氫氣，并生成一種堿．
Ⅲ．金屬鈣的活動性很強，遇水即刻劇烈反應生成氫氧化鈣，同時產(chǎn)生一種氣體．
【探究一：氫化鈣的制取及定性分析】
（1）寫出用氫氣與金屬鈣加熱制取氫化鈣的化學方程式Ca+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH₂．
（2）如圖該化學興趣小組設計的用氫氣與金屬鈣加熱制取氫化鈣的實驗裝置．

①利用該裝置進行實驗，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BADC．
A．關閉分液漏斗活塞
B．點燃酒精燈，加熱反應一段時間
C．收集氣體并檢驗其純度
D．停止加熱，充分冷卻
②檢查整套裝置氣密性的方法是：連接好裝置，關閉A中分液漏斗活塞，在D中放適量的水浸沒x導管口，用酒精燈微熱圓底燒瓶，若D中x導管口有氣泡冒出，停止微熱至冷卻后x導管中有水柱（穩(wěn)定的水柱）形成，說明裝置不漏氣．
（3）制備氫化鈣實驗結(jié)束后，某同學取少量產(chǎn)物，小心加入水中，觀察到有氣泡冒出，在溶液中滴入酚酞后顯紅色．該同學據(jù)此判斷：上述實驗確有CaH₂生成，你認為是否正確否（填“是”或“否”）；原因是金屬鈣與水反應也有類似現(xiàn)象．
【探究二：產(chǎn)物定量測定】
測定原理

稱取上述制得的氫化鈣樣品（假設不含其他物質(zhì)）1.0g加入足量的碳酸鈉溶液，充分攪拌后、過濾、洗滌、干燥，稱量碳酸鈣質(zhì)量2.4g，則樣品中鈣元素和氫元素的質(zhì)量比為24：1．
結(jié)論：該樣品中氫化鈣的質(zhì)量分數(shù)是84%．

Answer 1

分析 【探究一】（1）根據(jù)氫氣與金屬鈣加熱制取氫化鈣進行分析；
（2）①氫氣具有可燃性，與空氣混合易生成爆炸，實驗過程中要保證整個裝置內(nèi)已充滿氫氣，據(jù)此設計實驗的操作程序；
②由于停止微熱至冷卻后，裝置中的氣體遇冷收縮、壓強變小，又會在導管里形成一段水柱；
（3）根據(jù)題意，CaH₂和Ca與水反應都能產(chǎn)生Ca（OH）₂和H₂，生成的氫氧化鈣溶液顯堿性，據(jù)此進行分析解答；
【探究二】根據(jù)化合物中某元素的質(zhì)量=該化合物的質(zhì)量×該元素的質(zhì)量分數(shù)，結(jié)合元素守恒進行分析解答．

解答 解：【探究一】（1）氫氣與金屬鈣加熱生成氫化鈣，化學方程式為：Ca+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH₂；
（2）①為保證整個裝置內(nèi)已充滿氫氣，因此實驗的操作程序是：檢查裝置的氣密性→產(chǎn)生氫氣→收集氫氣并進行驗純→加熱→停止加熱→繼續(xù)通氫氣至冷卻→停止通入氫氣，故答案為：BADC；
②停止微熱至冷卻后，裝置中的氣體遇冷收縮、壓強變小，故會有水柱（穩(wěn)定的水柱）形成；
（3）CaH₂和Ca與水反應都能產(chǎn)生Ca（OH）₂和H₂，生成的氫氧化鈣溶液顯堿性，在溶液中滴入酚酞后顯紅色；CaH₂和Ca與水反應的化學方程式分別為：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑和Ca+2H₂O=Ca（OH）₂+H₂↑，因此不能根據(jù)反應后溶液呈堿性判斷是否含有CaH₂；
【探究二】2.4g碳酸鈣中鈣元素的質(zhì)量為2.4g×$\frac{40}{100}$100%=0.96g，根據(jù)元素質(zhì)量守恒，樣品中含鈣元素的質(zhì)量為0.96g，則樣品中含氫元素的質(zhì)量為：1.0g-0.96g=0.04g，樣品中鈣元素和氫元素的質(zhì)量比0.96g：0.04g=24：1；
氫化鈣中氫元素的質(zhì)量為0.04g，則氫化鈣的質(zhì)量為：0.04g÷$\frac{1×2}{42}$×100%=0.84g，
該樣品中氫化鈣的質(zhì)量分數(shù)是：$\frac{0.84g}{1g}$×100%=84%．
故答案為：探究一：（1）Ca+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH₂；
（2）①CBDA；
②有水柱（穩(wěn)定的水柱）形成；
（3）否，金屬鈣與水反應也有類似現(xiàn)象；
探索二：測定原理：24：1；
結(jié)論：84%．

點評 本題有一定難度，考查同學們新信息獲取、處理及靈活運用所學知識進行分析問題、解決問題的能力．