Question

6．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．同学们对氢化钙的制备及纯度进行了探究．
【阅读资料】
①碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物．
②钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气．
③氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气．
【氢化钙的制备】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得．某化学兴趣小组设计的制取装置如图1所示（固定装置略去）．

回答下列问题：
（1）装置A中制取氢气的化学方程式为Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
（2）装置B的作用是吸收水蒸气和氯化氢气体．
（3）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是：关闭活塞，往分液漏斗中加入适量的水，用手指堵住导管口a处，打开活塞，若观察到分液漏斗内的液面几乎不下降，说明装置气密性良好．
【产品的定量测定】
通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余的杂质忽略不计）．样品纯度的测定步骤如下：
①检查装置气密性，装入药品，按图2所示连接仪器（固定装置略去）．
②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平．读取液面所在的刻度数据为10.0mL．
③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合．
④反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0mL．
回答下列问题：
（4）判断样品与水完全反应的方法是气泡不再产生．
（5）反应生成氢气的体积为100.0mL．
（6）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09mg/mL，则样品中氢化钙的纯度为C．
A．94.5%           B．95.4．%           C．88.4%

Answer 1

分析 （1）锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气；
（2）装置B中的碱石灰能够吸收水蒸气和氯化氢气体；
（3）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
（4）样品与水完全反应后不再产生气泡；
（5）反应前后液面所在刻度数值之差即为反应生成氢气的体积；
（6）根据氢气的密度、体积和反应的化学方程式可以计算样品中氢化钙的质量，进一步可以计算样品中氢化钙的纯度．

解答 解：（1）装置A中，锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
故填：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑．
（2）装置B的作用是吸收水蒸气和氯化氢气体．
故填：吸收水蒸气和氯化氢气体．
（3）若不改变温度，整套装置气密性的检查方法是：关闭活塞，往分液漏斗中加入适量的水，用手指堵住导管口a处，打开活塞，若观察到分液漏斗内的液面几乎不下降，说明装置气密性良好．
故填：打开活塞，若观察到分液漏斗内的液面几乎不下降，说明装置气密性良好．
（4）判断样品与水完全反应的方法是气泡不再产生．
故填：气泡不再产生．
（5）反应生成氢气的体积为：110.0mL-10.0mL=100.0mL．
故填：100.0．
（6）反应生成氢气质量为：0.09mg/mL×100.0mL=9mg，
设样品中氢化钙质量为x，和水反应生成氢气质量为y，则钙的质量为（100mg-x），和水反应生成氢气质量为（9mg-y），
CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，Ca+2H₂O=Ca（OH）₂+H₂↑，
42                                     4       40                                2
x                                       y    100mg-x                      9mg-y
$\frac{42}{x}$=$\frac{4}{y}$，$\frac{40}{100mg-x}$=$\frac{2}{9mg-y}$，
x=88.4mg，y=8.4mg，
则样品中氢化钙的纯度为：$\frac{88.4mg}{100mg}$×100%=88.4%，
故填：C．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．