Question

12．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂．某探究小组的同学通过查阅资料得知，氢化钙（CaH₂）与水反应生成氢氧化钙和氢气．
请写出该反应的化学方程式：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑
探究小组的同学把一定量的CaH₂加入碳酸钠溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，经检验滤渣的成分是碳酸钙．
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么？
【猜想与假设】猜想一：氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钙
猜想二：氢氧化钠、碳酸钠
猜想三：氢氧化钠，氢氧化钙
猜想四：氢氧化钠
经过讨论，大家一致认为猜想猜想一不合理，请用化学方程式说明原因：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH
【实验验证】

实验	现象	结论
实验一：取滤液，向其中滴入少量碳酸钠溶液	无明显现象	猜想猜想三不成立
实验二：另取滤液，向其中加入足量稀盐酸	有气泡产生	猜想二成立

【反思与拓展】
①若向氯化铵的浓溶液中加一定量CaH₂，充分反应，产生的气体是NH₃，H₂；
②登山运动员常用CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是固体便于携带．
【定量分析】
探究小组的同学称取氢化钙样品的质量为10g，加入碳酸钠溶液中（假设氢化钙样品中的杂质不反应），充分反应后过滤、洗涤、烘干，得到滤渣质量为20g，试计算氢化钙样品中氢化钙的质量分数．（要求写出计算过程）

Answer 1

分析 根据氢化钙（CaH₂）与水的反应写出反应的化学方程式；
【猜想与假设】根据氢氧化钙与碳酸钠的反应及反应物的量，对反应后的溶液溶质进行猜想；
【实验验证】实验一、根据碳酸钠与氢氧化钙的反应分析；
实验二、根据碳酸钠与稀盐酸的反应分析；
【反思与拓展】①根据氢化钙（CaH₂）与水反应的产物、产物与氯化铵的反应分析生成的气体；
②比较CaH₂、氢气的特点分析回答；
【定量分析】根据反应的方程式，由碳酸钙的质量求出氢化钙的质量及质量分数．

解答 解：由题意可知，氢化钙（CaH₂）与水反应生成氢氧化钙和氢气，反应的方程式是：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑；
【猜想与假设】由于氢化钙（CaH₂）与水反应生成氢氧化钙和氢气，碳酸钠与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和氢氧化钠，所以猜想三是：氢氧化钠，氢氧化钙；因为碳酸钠与氢氧化钙不能共存，所以猜想一是不合理的，方程式是：Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
【实验验证】在实验①中，由滤液中滴入少量碳酸钠溶液，无明显现象，说明没有氢氧化钙，即猜想三不成立；实验②：由向滤液中加入足量稀盐酸，若观察到无气泡的现象时，说明滤液中不含有碳酸钠，即猜想二成立；
【反思与拓展】
①由于氢化钙（CaH₂）与水反应生成了氢氧化钙和氢气，氢氧化钙与氯化铵反应生成了氯化钙、氨气和水，所以，产生的气体是NH₃，H₂；
②CaH₂作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是固体便于携带；
设氢化钙样品中氢化钙的质量为x    
由CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑
Na₂CO₃+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+2NaOH    
可得出：
CaH₂～CaCO₃
42     100
x      20g
$\frac{42}{100}=\frac{x}{20g}$    解得：x=8.4g
氢化钙样品中氢化钙的质量分数为：$\frac{8.4g}{10g}$×100%=84%
【猜想与假设】氢氧化钠，氢氧化钙，猜想一，Ca（OH）₂+Na₂CO₃=CaCO₃↓+2NaOH；
【实验验证】猜想三不成立，有气泡产生；
【反思与拓展】NH₃，H₂，固体便于携带，（安全）
【定量分析】氢化钙样品中氢化钙的质量分数是84%

点评 实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．