Question

19．氢化钙（CaH₂）是一种常用的储氢材料，某化学兴趣小组通过查阅资料并在老师的指导下设计了制取氢化钙并测定制取的氢化钙样品中氢化钙的质量分数．
【资料在线】
Ⅰ．用氢气与金属钙加热的方法可制得氢化钙．
Ⅱ．氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应，放出氢气，并生成一种碱．
Ⅲ．金属钙的活动性很强，遇水即刻剧烈反应生成氢氧化钙，同时产生一种气体．
【探究一：氢化钙的制取及定性分析】
（1）写出用氢气与金属钙加热制取氢化钙的化学方程式Ca+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH₂．
（2）如图该化学兴趣小组设计的用氢气与金属钙加热制取氢化钙的实验装置．

①利用该装置进行实验，步骤如下：检查装置气密性后，装入药品，打开分液漏斗活塞，请按正确的顺序
填入下列步骤的序号BADC．
A．关闭分液漏斗活塞
B．点燃酒精灯，加热反应一段时间
C．收集气体并检验其纯度
D．停止加热，充分冷却
②检查整套装置气密性的方法是：连接好装置，关闭A中分液漏斗活塞，在D中放适量的水浸没x导管口，用酒精灯微热圆底烧瓶，若D中x导管口有气泡冒出，停止微热至冷却后x导管中有水柱（稳定的水柱）形成，说明装置不漏气．
（3）制备氢化钙实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，在溶液中滴入酚酞后显红色．该同学据此判断：上述实验确有CaH₂生成，你认为是否正确否（填“是”或“否”）；原因是金属钙与水反应也有类似现象．
【探究二：产物定量测定】
测定原理

称取上述制得的氢化钙样品（假设不含其他物质）1.0g加入足量的碳酸钠溶液，充分搅拌后、过滤、洗涤、干燥，称量碳酸钙质量2.4g，则样品中钙元素和氢元素的质量比为24：1．
结论：该样品中氢化钙的质量分数是84%．

Answer 1

分析 【探究一】（1）根据氢气与金属钙加热制取氢化钙进行分析；
（2）①氢气具有可燃性，与空气混合易生成爆炸，实验过程中要保证整个装置内已充满氢气，据此设计实验的操作程序；
②由于停止微热至冷却后，装置中的气体遇冷收缩、压强变小，又会在导管里形成一段水柱；
（3）根据题意，CaH₂和Ca与水反应都能产生Ca（OH）₂和H₂，生成的氢氧化钙溶液显碱性，据此进行分析解答；
【探究二】根据化合物中某元素的质量=该化合物的质量×该元素的质量分数，结合元素守恒进行分析解答．

解答 解：【探究一】（1）氢气与金属钙加热生成氢化钙，化学方程式为：Ca+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH₂；
（2）①为保证整个装置内已充满氢气，因此实验的操作程序是：检查装置的气密性→产生氢气→收集氢气并进行验纯→加热→停止加热→继续通氢气至冷却→停止通入氢气，故答案为：BADC；
②停止微热至冷却后，装置中的气体遇冷收缩、压强变小，故会有水柱（稳定的水柱）形成；
（3）CaH₂和Ca与水反应都能产生Ca（OH）₂和H₂，生成的氢氧化钙溶液显碱性，在溶液中滴入酚酞后显红色；CaH₂和Ca与水反应的化学方程式分别为：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑和Ca+2H₂O=Ca（OH）₂+H₂↑，因此不能根据反应后溶液呈碱性判断是否含有CaH₂；
【探究二】2.4g碳酸钙中钙元素的质量为2.4g×$\frac{40}{100}$100%=0.96g，根据元素质量守恒，样品中含钙元素的质量为0.96g，则样品中含氢元素的质量为：1.0g-0.96g=0.04g，样品中钙元素和氢元素的质量比0.96g：0.04g=24：1；
氢化钙中氢元素的质量为0.04g，则氢化钙的质量为：0.04g÷$\frac{1×2}{42}$×100%=0.84g，
该样品中氢化钙的质量分数是：$\frac{0.84g}{1g}$×100%=84%．
故答案为：探究一：（1）Ca+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH₂；
（2）①CBDA；
②有水柱（稳定的水柱）形成；
（3）否，金属钙与水反应也有类似现象；
探索二：测定原理：24：1；
结论：84%．

点评 本题有一定难度，考查同学们新信息获取、处理及灵活运用所学知识进行分析问题、解决问题的能力．