题目内容

2．氢化钙（CaH2）是二种常用的储氢材料，也是登山运动员常用的能源提供剂，需要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气．•某研究性学习小组模拟生产企业制取氢化钙
【实验】
用锌粒和稀硫酸反应制得干燥、纯净的氢气，再与金属钙在加热的条件下直接化合，即可制得CaH2．
（1）下列有关该实验的说法正确的是acd．
a其他条件相同时，粗锌制取氢气的速率比纯锌快
b•加热时，必须通人氮气作为保护气，以防止空气的干扰
c可以用浓硫酸或碱石灰对H2进行干燥除杂
d•开始实验时，应先通人H2，后给金属钙加热
已停止实验时，应先停止通人H2，后停止加热•
【提出假设】
（2）由于实验中操作不当，金属钙或氢化钙都可能被氧化；该小组甲同学对反应后的固体产物成分提出如下假设．
假设l：含有Ca 和CaH2．
假设2：含有CaH2和CaO．
假设3：含有Ca、CaH2、CaO．
【设计实验方案，验证假设】
（3）定性实验用化学方法鉴别Ca与CaH2，请设计实验完成下表中内容．
实验步骤（不要求写具体操作过程）预期现象和结论
取少量固体样品，•…
（4）定量实验  测定Ca 和CaH2混合物中CaH2 的质量分数．
①取m1g样品与水完全反应，利用如图装置测定生成的气体体积时，在a时进行收集（填字母）
a刚开始有气泡时
b气泡连续均匀时
c气体经过验纯后，再收集
②如果装置气密性良好，操作正确，乙同学认为：由于液体加入，导致气体的体积测定偏大，则计算出氢化钙的质量分数偏高（天“偏高”、“偏低”“无影响”）
【反思与交流】
（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是氢化钙是固体，携带方便．既然金属钙与水反应也能生成氢气，为什么还要讲金属钙制备成氢化钙呢？你的观点是等质量的钙与氢化钙中，氢化钙产生成氢气多．

分析 （1）a、其他条件相同时，粗锌在溶液中会形成原电池，反应速率加快；
b、金属钙在加热的条件能与氮气反应；
c、浓硫酸或碱石灰与H2不反应，且能吸水，所以可以对氢气进行干燥；
d、先通人H2，可以排除空气，防止钙被空气氧化；
（2）金属钙或氢化钙都可能被氧化，反应后的固体产物成分可能为Ca、CaH2、CaO其中的两种，也可能为三种；
（3）氢化钙在干燥条件下与氧气反应有水生成，通入装有无水硫酸铜的干燥管中，硫酸铜变蓝，即可与钙区分；
（4）①测定生成的气体体积时必须从刚开始就收集，因数反应后锥形瓶内会存有氢气，与原来存有的空气抵消，体积才基本不变；
②因液体加入引起气体排出，导致气体体积测定变大，据此判断；
（5）根据钙与水反应的方程式和氢化钙与水反应的方程式判断等质量的钙与氢化钙产生成氢气的多少．

解答 解：（1）a、其他条件相同时，粗锌在溶液中会形成原电池，反应速率加快，故a正确；
b、金属钙在加热的条件能与氮气反应，故b错误；
c、浓硫酸或碱石灰与H2不反应，且能吸水，所以可以对氢气进行干燥，故c正确；
d、先通人H2，可以排除空气，防止钙被空气氧化，故d正确，
故选acd；
（2）金属钙或氢化钙都可能被氧化，反应后的固体产物成分可能为Ca、CaH2、CaO其中的两种，也可能为三种，所以假设3为Ca、CaH2、CaO，
故答案为：Ca、CaH2、CaO；
（3）氢化钙在干燥条件下与氧气反应有水生成，通入装有无水硫酸铜的干燥管中，硫酸铜变蓝，即可与钙区分，所以定性鉴别Ca与CaH2的实验方法为取少量固体在燥条件下与氧气反应，将生成物通入装有无水硫酸铜的干燥管中，观察无水硫酸铜是否变蓝色，
故答案为：取少量固体在燥条件下与氧气反应，将生成物通入装有无水硫酸铜的干燥管中，观察无水硫酸铜是否变蓝色；
（4）①测定生成的气体体积时必须从刚开始就收集，因数反应后锥形瓶内会存有氢气，与原来存有的空气抵消，体积才基本不变，
故选a；
②因液体加入引起气体排出，导致气体体积测定变大，所以计算出氢化钙的质量分数偏高，
故答案为：偏高；
（5）根据钙与水反应的方程式为Ca+2H2O=Ca（OH）2+H2↑，氢化钙与水反应的方程式为CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑，所以等质量的钙与氢化钙中，氢化钙产生成氢气多，
故答案为：等质量的钙与氢化钙中，氢化钙产生成氢气多．

点评 本题主要考查物质的制备，正确理解题中信息及熟练运用元素化合物的基础知识是解题的关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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20．下列有关说法正确的是（　　）
  A实验室制氢气，为了加快反应速率，可向稀H2SO4中滴加少量Cu（NO3）2溶液
  B为处理锅炉水垢中的CaSO4，可先用饱和Na2CO3溶液浸泡，再加入盐酸溶解
  CN2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0，其他条件不变时升高温度，平衡时氢气转化率增大
  D吸热反应“TiO2（s）+2Cl 2（g）=TiCl4（g）+O2（g）”在一定条件下可自发进行，
则该反应的△S＜0
A．AB．BC．CD．D
1．在下列溶液中，滴入FeCl3溶液，无变化的是（　　）
A．B．C．D．氢碘酸
10．霞石是一种硅酸盐，其组成可表示为K2O•3Na20•4Al2O3•8SiO2，某小组同学设计以霞石为原料制备Al2O3的方案如图：

请回答下列问题：
（1）沉淀1的化学式为SiO2．
（2）滤液1与过量NaOH溶液反应的所有的离子方程式为H++OH-=H2O、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（3）写出由溶液2生成Al（OH）3离子方程式：AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（4）通入过量的二氧化碳，过滤后的滤液中含有的阴离子主要是Cl-、HCO3-．
（5）由Al（OH）3→Al2O3的反应条件为加热．
（6）某同学提出上述流程较烦琐，可简化流程，其方法是向滤液1中加入足量的试剂X即可得到Al（OH）3，则试剂X为氨水．
17．氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁．实验室制备装置和工业制备流程图如下：

已知：（1）无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K．
（2）废铁屑中的杂质不与盐酸反应
（3）不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：
温度/℃02080100
溶解度（g/100g H2O）74.491.8525.8535.7
实验室制备操作步骤如下：
Ⅰ．打开弹簧夹K1，关闭弹簧夹K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K1，打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
Ⅲ．将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3•6H2O晶体．请回答：
（1）实验室制备装置图中，向A中加入盐酸的仪器是分液漏斗，烧杯中加入足量的H2O2溶液的作用是（用离子方程式表示）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
（2）为了测定废铁屑中铁的质量分数，可使铁完全与盐酸反应，利用右边装置测定生成的氢气的体积．则操作Ⅱ中“…”的内容是装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变．
（3）工业制备中反应炉中发生反应的化学方程式为2Fe+3Cl2=2FeCl3．吸收塔中用FeCL2溶液做吸收剂吸收尾气，反应的离子方程式2Fe2++Cl2=2Fe3+．
（4）工业制备过程中，从三氯化铁溶液获得FeCL3.6H2O的操作是加入稀盐酸后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
（5）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL．[已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-，M（FeCL3）=162.5g/mol）]
①配制溶液时需要的仪器有天平（带砝码）、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL的容量瓶．
②样品中氯化铁的质量分数$\frac{162.5cV}{m}$%．
7．一定条件下合成乙烯：6H2（g）+2CO2（g）$\stackrel{催化剂}{?}$CH2=CH2（g）+4H2O（g）△H1
已知：2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H2=-480kJ•mol-1
CH2=CH2（g）+3O2（g）=2CO2（g）+2H2O（g）△H3=-1400kJ•mol-1

（1）△H1=-40kJ•mol-1．请标出该反应电子转移的方向和数目．
（2）温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1，下列说法正确的是AB．
A．生成乙烯的速率：v（M）有可能小于v（N）
B．平衡常数：KM＞KN
C．催化剂会影响CO2的平衡转化率
（3）若投料比n（H2）：n（CO2）=3：1，则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7%（保留两位有效数字）．
（4）为提高CO2的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施有增大压强，或提高氢气和二氧化碳物质的量的比值，或将产物乙烯气体分离出来等．（任写一条）
（5）电解法可制取乙烯（图2），电极a接电源的负极极，该电极反应式为2CO2+12H++12e-→CH2=CH2+4H2O．
14．将4mol A和2mol B气体在2L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应2A（g）+B（g）?2C（g），2s后C的浓度为0.8mol/L，4s后容器中的压强变为开始时候的80%，并且保持不变．
（1）0～2s时间段用A表示该反应的反应速率为多少？
（2）平衡时B的转化率为多少？
11．某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3•H2O的形式存在，该废水的处理流程如下：
（1）过程Ⅰ：加NaOH溶液，调节pH至9后，升温至30℃，通空气将氨赶出并回收．
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用：NH4++OH-═NH3•H2O．
②用化学平衡原理解释通空气的目的：空气可以将生成的氨气带走，使化学平衡向正反应方向移动，促进了氨水电离．
③回收的氨气经净化处理后可进行催化氧化，已知催化剂为三氧化二铬，
i．氨催化氧化的方程式4NH3+5O2$\frac{\underline{\;Cr_{2}O_{3}\;}}{△}$4NO+6H2O
ii．预先将催化剂加热到红热状态，停止加热后催化剂仍保持红热，该反应是放热反应．（填“吸热”或“放热”）
（2）过程Ⅱ：在微生物作用的条件下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-．
请完成第一步反应的方程式
2NH4++3O2=2NO2-+2H2O+4H+
（3）过程Ⅲ：一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成N2．若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是5：6．
12．下列各元素的原子在形成不同物质时，既能形成非极性键，也能形成极性键，还能形成离子键的是．（　　）
A．NaB．FeC．OD．Ar

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