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【題目】氫化鈣(CaH2)固體是一種儲氫材料,是登山運動員常用的能源提供劑,某化學小組的同學在老師的指導下制備氫化鈣。

【查閱資料】

、金屬Ca的部分性質有:

常溫或加熱條件下Ca都能與氧氣反應;;

Ca常溫遇水立即發(fā)生劇烈反應生成氫氧化鈣和氫氣,并放出大量的熱;

Ca+H2CaH2固體

、固體CaH2的部分性質有

常溫:CaH2+2H2OCa(OH)2+2H2;CaH2要密封保存。

【進行實驗】

該小組同學設計的制取裝置如圖所示(固定裝置略).

回答下列問題:

(1)寫出Ca常溫遇水發(fā)生反應的化學方程式: 。

(2)B、D中所盛試劑相同,該試劑為 (填名稱);D中該試劑的作用是

(3)實驗時先打開A中活塞,一段時間后,再點燃C中酒精燈,其目的是:

【實驗反思】

該小組同學通過反思提出問題:上述制得的CaH2是否純凈?

他們再次設計實驗進行檢驗,實驗步驟如下:

步驟1:檢查裝置氣密性,裝入足量的水和已稱好質量為m g的CaH2 樣品,按圖所示連接儀器(固定裝置略)。

步驟2:將Y形管傾斜,使A中的水全部進入B中,樣品全部反應后,冷卻至室溫,讀取量筒讀數為V mL。

(4)若該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm L/mol,當V= mL時(用m、Vm表示),表明制得的CaH2樣品是純凈的。

【答案】(1)Ca+2H2OCa(OH)2+H2(3

(2)濃硫酸(2分);防止空氣中的水蒸汽進入C裝置(2分)

(3)排除裝置內的空氣,防止鈣與氧氣反應,也防止不純的氫氣加熱時發(fā)生爆炸(4分)

(4)(3分)

【解析】

試題分析:(1)Ca常溫遇水立即發(fā)生劇烈反應生成氫氧化鈣和氫氣,發(fā)生反應的化學方程式為Ca + 2H2O=Ca(OH)2 + H2

(2)因為氫化鈣要密封保存,遇水反應生成氫氧化鈣和氫氣,鈣遇水立即發(fā)生劇烈反應生成氫氧化鈣和氫氣,并放出大量的熱,所以該反應要在干燥的環(huán)境中進行,則B、D裝置中盛的是濃硫酸,目的是干燥氫氣,其中D中濃硫酸的作用是防止空氣中的水蒸汽進入C中。

(3)金屬鈣的性質很活潑,所以實驗時先打開A中活塞,一段時間后,再點燃C中酒精燈的目的是排除裝置內的空氣,防止鈣與氧氣反應,也防止不純的氫氣加熱時發(fā)生爆炸

(4)根據方程式CaH2 + 2H2O=Ca(OH)2 + 2H2可知1mol氫化鈣生成2mol氫氣,則mg氫化鈣生成的氫氣是,其體積是,所以當V=mL時,表明制得的CaH2樣品是純凈的。

練習冊系列答案
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A.25、101 kPa時,0.1NA個H2分子完全燃燒生成氣態(tài)水,放出a kJ熱量,表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)+O2(g)= H2O(g) ΔH=-10a kJ·mol-1

B.500、30 MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1。將分子數為1.5NA的H2和過量N2在此條件下充分反應,放出熱量19.3 kJ

C.在反應KClO3 +6HCl = KCl+3Cl2+3H2O中,每生成3 mol Cl2轉移的電子數為5NA

D.以Mg、Al為電極,NaOH溶液為電解質溶液的原電池中,導線上流過NA個電子,則正極生成的H2在標準狀況下體積為22.4 L

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關系是

選項

X

Y

Z

箭頭上所標數字的反應條件

A

CaO

Ca(OH)2

CaCO3

①常溫遇水

B

AlCl3

NaAlO2

Al(OH)3

②通入CO2

C

Fe2O3

FeCl3

Fe(OH)3

④加入鹽酸

D

Cl2

Ca(ClO)2

HClO

③加濃鹽酸

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