题目内容

4．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、乙两位同学选用如图装置（固定装置省略），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】硬质玻璃管中的钙是否完全转化为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，理由是若固体为CaH2，遇水反应也会产生相同的现象，请你帮助乙设计实验，写出主要的实验步骤、现象和相应结论：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）写出CaH2与水反应的化学方程式CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑．
（2）登山运动员常用氢化钙固体作能源提供剂，与氢气相比，其优点是便于携带、避免爆炸危险．
（3）制备CaH2装置中，玻璃管a的作用是检验装置的气密性．

分析 [猜想与实验]：
根据氢气的可燃性和燃烧时的现象分析解答；
根据题目所给信息和反应前后元素种类不变、碱性物质可使酚酞变红分析解答；
[实验反思]
根据氢化钙与水反应的现象与钙与水反应的现象考虑结论是否正确；设计对比实验进行分析：取等质量的氢化钙和待测固体，加入足量的水，使其充分反应，若生成氢气的体积相等，说明固体为氢化钙；
[反思讨论]
（1）根据氢化钙与水反应的原理书写方程式；
（2）根据气体体积大不容易携带而固体体积小携带方便考虑；
（3）做实验时，装置的气密性要良好，装置气密性检验有多种方法，原理都是根据装置内外的压强差形成水柱或气泡，据此分析a的作用．

解答 解：[猜想与实验]：
由实验结论可知，生成的气体是氢气，而氢气具有可燃性，且燃烧时火焰呈淡蓝色；
由题意可知：金属钙遇水反应生成氢氧化钙；氢化钙要密封保存，遇水反应放出氢气，依据反应前后元素种类不变可知：氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，而氢氧化钙溶液显碱性，碱性物质可使酚酞变红；
故答案为：

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]
由上述分析可知：氢化钙与水反应也能生成氢氧化钙和氢气，与钙和水水反应现象相同，所以以上探究活动还不能得出猜想1正确；可设计对比实验进行分析：取等质量的氢化钙和待测固体，加入足量的水，使其充分反应，若生成氢气的体积相等，说明玻璃管中Ca完全转化为CaH 2，固体为氢化钙；
故答案为：
若固体为CaH2，遇水反应也会产生相同的现象；
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CaH 2；若不相等，则说明Ca未完全转化为CaH2；
[反思讨论]
（1）氢化钙与水反应生成氢氧化钙和氢气，方程式是CaH2+2H2O═Ca（OH）2+2H2↑；
（2）气体体积大不容易携带而固体体积小携带方便，且氢气具有可燃性，遇明火可能发生爆炸；
（3）检验装置的气密性时可这样操作：先在广口瓶中注入水浸没导管下端，双手捂住烧瓶，烧瓶内气体受热膨胀，使广口瓶瓶中气体压强增大，在a玻璃管中形成一段水柱，说明装置气密性良好；
故答案为：
（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．

点评 解答时注意分析题目所给信息并结合所学知识，对信息加以整合，依据题意分析问题、解决问题．

练习册系列答案
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