题目内容

(8分)氢化钙(CaH2)是一种储氢材料,是登山运动员常用的能源提供剂。甲、乙两位同学选用如下装置,用氢气与金属钙加热制备氢化钙。实验结束后,两位同学对硬质玻璃管中的固体进行如下探究:

【提出问题】硬质玻璃管中的Ca是否完全转化为CaH2?
【查阅资料】
① 金属钙活动性很强,遇水反应生成氢氧化钙,同时产生一种气体;
② 氢化钙要密封保存,遇水反应放出氢气。
【猜想与实验】
1、固体为Ca和CaH2
2、固体为CaH2
甲同学的探究活动如下:
实验操作
实验现象
实验结论及解释
① 取少量硬质玻璃管中的固体于试管中,滴入少量的水,收集产生的气体,并用燃着的木条点燃
                 
 
                 
有氢气生成
② 继续向溶液中滴加酚酞
呈红色
生成          (填化学式)
甲同学的结论:猜想1正确,固体为Ca和CaH2
【实验反思】
乙同学认为由以上探究活动还不能得出猜想1正确,理由是                   。请你帮助乙设计实验,写出主要的实验步骤、现象和相应的结论:
                                                                      
                                                                      
                                                                      
                                                                      
【反思讨论】
(1)写出CaH2与水反应的化学方程式        
(2)登山运动员常用氢化钙固体作能源提供剂,与氢气相比,其优点是        
(3)制备CaH2装置中,玻璃管a的作用是        
甲同学的探究活动如下:
实验现象
实验结论及解释
冒气泡;气体燃烧,产生淡蓝色火焰
 
 
Ca(OH)2
【实验反思】
理由是若固体为CaH2,遇水反应也会产生相同的现象
主要的实验步骤、现象和相应的结论:
取等质量的氢化钙和待测固体,分别放入两支试管中,加入足量的水,使其充分反应,收集产生的气体,比较反应产生气体的体积。若体积相等,说明玻璃管中Ca完全转化为CaH2;若不相等,则说明Ca未完全转化为CaH2
【反思讨论】
(1) CaH2 +2H2O      Ca(OH)2 + 2H2↑。
(2) 便于携带、避免爆炸危险。
(3) 检验装置的气密性。

试题分析:【猜想与实验】
实验操作
实验现象
实验结论及解释
① 取少量硬质玻璃管中的固体于试管中,滴入少量的水,收集产生的气体,并用燃着的木条点燃
冒气泡;气体燃烧,产生淡蓝色火焰
有氢气生成
② 继续向溶液中滴加酚酞
呈红色
生成Ca(OH)2(填化学式)
【实验反思】乙同学认为由以上探究活动还不能得出猜想1正确,理由是CaH2 +2H2O      Ca(OH)2 + 2H2↑,若固体为CaH2,遇水反应也会产生相同的现象;可以通过以下操作验证:取等质量的氢化钙和待测固体,分别放入两支试管中,加入足量的水,使其充分反应,收集产生的气体,比较反应产生气体的体积。若体积相等,说明玻璃管中Ca完全转化为CaH2;若不相等,则说明Ca未完全转化为CaH2
【反思讨论】
(1)CaH2与水反应的化学方程式为CaH2 +2H2O      Ca(OH)2 + 2H2↑。
(2)登山运动员用氢化钙固体作能源提供剂,与氢气相比,其优点是便于携带、避免爆炸危险。
(3)制备气体的装置不能漏气,故制备CaH2装置中,玻璃管a的作用是检验装置的气密性。
点评:根据题中给定的信息,分析实验装置和所用药品的性质,根据装置和药品性质来设计实验,才能得到探究的结果。书写化学方程式要遵循客观事实和质量守恒定律两个原则,注意化学式要正确,不要忘记反应条件、气体或者沉淀符号。
练习册系列答案
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(7分)“过氧化钠(Na2O2)”是一种淡黄色固体,能与水或二氧化碳反应放出氧气。实验室有一瓶放置了较长时间的过氧化钠粉末,已知发生了部分变质,同学们取3.00g变质粉末决定探究其中的成分及其质量。

【提出问题】变质的过氧化钠粉末中有哪些成分,它们的质量是多少?
【查阅资料】
①2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑  2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2
②碳酸钠溶液显碱性,氯化钙溶液显中性。
③Na2CO3+ CaCl2═CaCO3↓+2 NaCl
【猜想与假设】
(1)粉末成分是Na2O2和NaOH的混合物
(2)粉末成分是________________________的混合物
(3)粉末成分是Na2O2、NaOH 和Na2CO3的混合物
……
【设计实施方案】
实验步骤
实验现象
①取3.00g变质粉末于一支大试管内,加入适量的水,共收集到0.32g气体,然后用带火星木条检验生成的气体。
 
固体完全溶解,______________________
②继续向上述试管中加入足量的石灰水,充分反应。
 
__________________________________
③将②中物质过滤,得到滤渣,将其洗涤、干燥并称量,得固体1.00g。
 
【解释与结论】同学们经过认真分析,得出了以下结论。
粉末中含有的成分及质量
 
Na2O2
NaOH
Na2CO3
成分(填“有”或“没有”)
 
 
 
质量(g)
 
 
 
【反思与评价】
(1)实验室在保存过氧化钠时应注意_______________。
(2)有同学提出把第②步实验中足量的石灰水改为足量氯化钙溶液,至沉淀不再生成时过滤,向滤液中滴加无色酚酞试液,若液体变红,则证明原粉末中有NaOH。你认为该方案是否合理并说明理由____________________________。
(5分)某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。
提供的药品:铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【做出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强,对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一:锰>铁>铜;猜想二:铁>铜>锰;
猜想三:                                
【设计实验】为了验证猜想成立,同学们分成三组,分别针对一种猜想设计实验方案。
(1)第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中,观察现象。
(2)第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入          中,观察现象。
(3)第三组验证猜想三。实验方案是(只用两个实验):                          
【实验及结论】各组通过实验和交流,确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是:           
【拓展探究】随后同学们对探究金属活动性的方案设计作了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁4种金属的活动性依次减弱,某同学设计了如下方案:①把甲放入乙的化合物溶液中;②把乙放入丙的化合物溶液中;③把乙放入丁的化合溶液中;④把丁放入丙的化合物溶液中。你认为哪个实验没有必要做?请说明理由。                 

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