题目内容

【题目】氢化钙(CaH2)固体是一种储氢材料,是登山运动员常用的能源提供剂,某化学小组的同学在老师的指导下制备氢化钙.
【查阅资料】
Ⅰ.金属Ca的部分性质有:
①常温或加热条件下Ca都能与氧气反应;
②Ca常温遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气,并放出大量的热;
③Ca+H2 CaH2(固体)
Ⅱ.固体CaH2的部分性质有:
①常温:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑; ②CaH2要密封保存.
(1)【进行实验】
该小组同学设计的制取装置如图所示(固定装置略).

回答下列问题:
(i)写出Ca常温遇水发生反应的化学方程式:
(ii)B、D中所盛试剂相同,该试剂为(填名称);D中该试剂的作用是
(iii)实验时先打开A中活塞,一段时间后,再点燃C中酒精灯,其目的是:
(2)【实验反思】
该小组同学通过反思提出问题:上述制得的CaH2是否纯净?
他们再次设计实验进行检验,实验步骤如下:
步骤1:检查装置气密性,装入足量的水和已称好质量为m g的CaH2样品,按图所示连接仪器(固定装置略).

步骤2:将Y形管倾斜,使A中的水全部进入B中,样品全部反应后,冷却至室温,读取量筒读数为V mL.
(iv)若该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L/mol,当V=mL时(用m、Vm表示),表明制得的CaH2样品是纯净的.

【答案】
(1)Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑;浓硫酸;防止空气中的水蒸汽进入C中;排除装置内的空气,防止加热时产生爆炸
(2)
【解析】解:(1)(i)Ca常温遇水发生反应生成氢氧化钙和氢气,化学方程式Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑,
故答案为:Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑;(ii)用氢气与钙加热制得氢化钙,因钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气,并放出大量的热,所以与钙反应的氢气必须是干燥的氢气,故制取的氢气需通过浓硫酸进行干燥,因生成的氢化钙遇水反应生成氢氧化钙和氢气,因此为防止防止空气中的水蒸汽进入C中,需在D中装有浓硫酸进行干燥,
故答案为:浓硫酸;防止空气中的水蒸汽进入C中;(ii)点燃不纯的氢气可能会发生爆炸,因此氢气与钙加热反应前需将装置内的空气排出,故实验时先打开A中活塞,一段时间后,再点燃C中酒精灯,以排除装置内的空气,防止加热时产生爆炸,
故答案为:排除装置内的空气,防止加热时产生爆炸;(2)(iv)通过上述实验可分析出制得的氢化钙是否纯净,其依据是:根据实验得出的氢气的体积结合氢化钙与水反应的化学方程式,计算出所需氢化钙的质量,并与氢化钙样品质量作对比,当等于样品质量则为纯净,所以有

CaH2

+2H2O=Ca(OH)2+

2H2

42

2

m

= ,V= ,故答案为:
(1)(i)Ca常温遇水发生反应生成氢氧化钙和氢气;(ii)根据信息资料氢气与钙反应必须是干燥的氢气,氢化钙不能与水接触,因此D也是干燥装置;(iii)根据氢气的可燃性分析;(2)【实验反思】根据图示,要验证氢化钙是否纯净,可取一定量氢化钙样品与水完全反应,根据生成氢气的质量求出氢化钙的质量,然后与样品质量比较,当等于样品质量则为纯净.

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