题目内容

7．氢化钙（CaH2）固体是登山运动员常用的能源提供剂．氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气．氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，图是模拟制取装置：

（1）装置B的作用是除去氢气中的水蒸气；装置D的作用是防止空气中的水蒸气进入C装置；
（2）利用图实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后装入药品；打开分液漏斗活塞，②①④③（请按正确的顺序填入下列步骤的序号）．
①加热反应一段时间       ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞       ④停止加热，充分冷却
（3）为了确认进入装置C的氢气已经干燥，应在B、C之间再接一装置，该装置中加入的试剂是：无水硫酸铜．
（4）甲同学设计一个实验，测定上述实验中得到的氢化钙的纯度（杂质中不含钙元素．请完善下列实验步骤：
①样品称量；②加入Na2CO3溶液（填化学式），搅拌、过滤；③洗涤（填操作名称）；④烘干（填操作名称）； ⑤称量碳酸钙．
（5）乙同学利用注射器测量氢化钙和水反应氢气体积的方法，测定上述实验中得到的氢化钙的纯度．他称取46mg 所制得的氢化钙样品，记录开始时注射器活栓停留在10.00mL刻度处，反应结束后充分冷却，活栓最终停留在57.04mL刻度处（上述气体体积均在标准状况下测定）．试通过计算求样品中氢化钙的纯度：91.30%．
（6）请你再设计一种氢化钙纯度的测定方法：称取一定量的样品（m1g），加入盐酸溶液至不再冒气泡，然后将溶液蒸发得到氯化钙固体（m2g），根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度．

分析 （1）氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气，H2在发生加热反应之前需要干燥，一般用无水氯化钙，防止空气中的水蒸气进入C装置；
（2）有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯，实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸；
（3）检验是否干燥用无水硫酸铜，因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显；
（4）从最终称量碳酸钙可知，应加入碳酸盐溶液，使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀，然后经过滤、洗涤、烘干、称量，确定纯度；
（5）由注射器D开始时活塞停留在10mL刻度处，反应结束后充分冷却，活塞最终停留57.04mL刻度处，可知生成氢气：57.04mL-10mL=47.04mL，所以氢气的质量为：$\frac{0.04704L}{22.4L/mol}$×2g/mol=0.0042g=4.2mg，设混合物中氢化钙的质量为x，生成氢气质量为y，则钙的质量为46mg-x，钙与水反应生成氢气质量为4.2mg-y，根据方程式CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑、Ca+2H2O═Ca（OH）2+H2↑，列方程计算x、y的值，再根据质量分数定义计算；
（6）称取一定量的样品（m1g），加入盐酸溶液至不再冒气泡（反应完全），然后将溶液蒸发得到氯化钙固体（m2g），根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度．

解答 解：（1）氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气，H2在发生加热反应之前需要干燥，一般用无水氯化钙，故装置B的作用是：除去氢气中的水蒸气，装置D的作用是：防止空气中的水蒸气进入C装置，
故答案为：除去氢气中的水蒸气；防止空气中的水蒸气进入C装置；
（2）有气体参加加热或燃烧的反应需要首先验纯，实验完毕后先熄火、冷却，再停止气体生成，防止倒吸发生爆炸，故正确的操作顺序为：②①④③，
故答案为：②①④③；
（3）检验是否干燥用无水硫酸铜，因为无水硫酸铜遇水变蓝色现象很明显，
故答案为：无水硫酸铜；
（4）从最终称量碳酸钙可知，应加入碳酸钠溶液，使CaH2反应的同时得到碳酸钙沉淀，然后经过滤、洗涤、烘干、称量，确定纯度，
故答案为：Na2CO3；洗涤、烘干；
（5）由注射器D开始时活塞停留在10mL刻度处，反应结束后充分冷却，活塞最终停留57.04mL刻度处，可知生成氢气：57.04mL-10mL=47.04mL，所以氢气的质量为：$\frac{0.04704L}{22.4L/mol}$×2g/mol=0.0042g=4.2mg，设混合物中氢化钙的质量为x，生成氢气质量为y，则钙的质量为46mg-x，钙与水反应生成氢气质量为4.2mg-y，则：
CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑
42                   4
x                    y
所以42：4=x：y，整理的y=$\frac{2x}{21}$
Ca+2H2O═Ca（OH）2+H2↑
40                 2
46mg-x          4.2mg-y
所以40：2=（46mg-x）：（4.2mg-y），将y=$\frac{2x}{21}$代入，解得x=42mg，所以样品中氢化钙的纯度为：$\frac{42mg}{46mg}$×100%=91.30%，
故答案为：91.3%；
（6）称取一定量的样品（m1g），加入盐酸溶液至不再冒气泡（反应完全），然后将溶液蒸发得到氯化钙固体（m2g），根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度，
故答案为：称取一定量的样品（m1g），加入盐酸溶液至不再冒气泡（反应完全），然后将溶液蒸发得到氯化钙固体（m2g），根据m1、m2即可得到氢化钙的纯度．

点评 本题以氢化钙制备为载体，考查实验基本技能与操作、对好题中的信息的利用、对实验装置的理解分析、物质分离提纯、化学计算、实验方案设计等，本题测重基本实验操作能力考查，是对学生综合能力的考查，难度中等．

练习册系列答案
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6．指出配合物K3[Co（CN）6]中的中心离子、配位体及其配位数：Co3+、CN-、6．
7．装置图所示，有关分析不正确的是（　　）
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2．氧化铁俗称铁红，可用于水泥制件、橡胶制品、塑料制品的着色，在工业上有广泛的用途，某工厂采用生产钛白粉的下脚料（含大量FeSO4的废液）为原料来制备氧化铁，如图所示．

已知煅烧过程中的化学反应方程式为：FeCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$FeO+CO2↑，4FeO+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3．
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12．无水AlCl3易升华，可用作有机合成的催化剂等．工业上由铝土矿（Al2O3、Fe2O3）为原料制备无水AlCl3的工艺流程如下．

（1）氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式为A12O3+3Cl2+3C$\frac{\underline{\;950℃\;}}{\;}$2A1Cl3+3CO．
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（3）为测定制得的无水AlCl3产品（含杂质FeCl3）的纯度，称取无水AlCl3样品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，经洗涤、灼烧、冷却、称重．试写出测定无水AlCl3产品纯度的过程中有关反应的离子方程式：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，
Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（4）工业上另一种由铝灰为原料制备无水AlCl3工艺中，最后一步是由AlCl3•6H2O脱去结晶水制备无水AlCl3，实现这一步的操作方法是在干燥HCl气流中加热．
（5）工业上铝土矿经提纯后可冶炼铝，写出在950-970℃和Na3AlF6作用下进行电解制铝反应的化学方程式2A12O3$\frac{\underline{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;电解\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;}}{950℃--970℃Na_{3}AlF_{6}}$4Al+3O2↑．
（6）升华器中加入Al，这一步的作用是将杂质FeCl3还原为Fe．
19．海洋约占地球表面积的71%，具有十分巨大的开发潜力，通过海水的综合利用可获得许多物质供人类使用．
Ⅰ、海水中制得的氯化钠除食用外，还用作工业原料，例如通常以NaCI、CO2和NH3为原料制取纯碱，请写出第一步制取NaHCO3的化学方程式：NH3+CO2+H2O+NaCl═NaHCO3↓+NH4Cl．
Ⅱ、工业上以浓缩海水为原料提取溴的部分流程如图1：
已知：Br2常温下呈液态，易挥发，有毒：2Br2+3CO32-=5Br-+BrO3-+3CO2．
（1）通过步骤①氯气氧化已获得含Br2的溶液，为何还需经过吹出、吸收、酸化来重新获得含Br2的溶液，原因是富集溴，提高Br2的浓度．
（2）反应釜2中发生反应的离子方程式为5Br-+BrO3-+6H+=3Br2+3H2O．
（3）向蒸馏塔中通入水蒸气加热，控制温度在90℃左右进行蒸馏的原因是温度过低难以将Br2蒸发出来，但温度过高又会将大量的水蒸馏出来．
Ⅲ、盐卤蒸发冷却后析出卤块的主要成分是MgCI2，此外还含有Fe2+、Fe3+、Mn2+等离子．以卤块为原料制得镁的工艺流程如图2（部分操作和条件已略去）：
                             生成氢氧化物沉淀的pH
物质开始沉淀沉淀完全
  Fe（OH）32.73.7
 Fe（OH）27.69.6
 Mn（OH）28.39.8
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（1）用NaCIO氧化Fe2+得到Fe（OH）3沉淀的离子反应方程式是ClO-+2Fe2++5H2O=2Fe（OH）3+Cl-+4H+．
（2）步骤③需在HCI保护气中加热进行，请用化学平衡移动原理解释原因Mg2++2H2OMg（OH）2+2H+，温度升高，水解程度增大，通入HCl，增加c（H+），使平衡逆向移动，抑制Mg2+水解．HCl还能带出水份，最终得到无水MgCl2．
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16．下列说法正确的是（　　）
A．原子的最外层电子数相同的元素，一定属于同一族
B．电子层数相同的粒子，对应元素一定属于同一周期
C．元素周期表中元素排序的依据是原子的核电荷数
D．元素周期表中有十六个纵行，也就是十六个族
17．下列描述，其因果关系成立的是（　　）
A．因为酸性HF＞HCl，所以非金属性F＞Cl
B．因为SO2、Cl2都有漂白性，所以二者混合使用漂白有色物质，效果会更好
C．因为某物质的焰色反应呈黄色，所以其一定是含Na元素的化合物
D．因为烯烃的通式为CnH2n，不同烯烃的实验式相同，所以烯烃的含碳量为一常数

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