Question

2．氢化钙（CaH₂）固体是登山运动员常用的能源提供剂．
【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】
氢化钙要密封保存，一旦接触到水就发生反应生成氢氧化钙和氢气．氢化钙通常用氢气与金属钙加热制取，图1是模拟制取装置：

（1）装置B的作用是吸收水蒸汽和氯化氢气体；装置D的作用是防止空气中的水蒸气进入C装置；
（2）利用图1实验装置进行实验，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，②①④③（请按正确的顺序填入下列步骤的序号）．
①加热反应一段时间      ②收集气体并检验其纯度
③关闭分液漏斗活塞      ④停止加热，充分冷却
（3）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，溶液中加入酚酞后显红色，该同学据此断，上述实验确有CaH₂生成．
①写出CaH₂与水反应的化学方程式CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑
②该同学的判断不正确，原因是钙也能与水反应生成氢氧化钙和氢气，溶液也能使酚酞变红
【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（其余可能的杂质忽略不计）．样品纯度的测定步骤如下：
①检查装置气密性，方法为在量气管中加入适量的水，上下移动水准管，如果静止一段时间后能够产生液面差，说明装置不漏气
②装入药品，按图2（固定装置省略）所示连接仪器．
③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．
④将Y型管中水与氢化钙样品混合，操作为将Y形管慢慢倾斜，直至A中的水与B中样品相混合
⑤反应结束，冷却至室温，再次调节量气管与水准管液面相平，读取液面所在刻度数据为110.0mL．
回答下列问题：
（5）如何判断样品与水完全反应：量气管中液面不再变化
（6）反应生成氢气的体积为100.0mL．
（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09mg/mL．样品中氢化钙的纯度为88.4%．（结果精确到0.1%）（2分）
（8）结果讨论：（填“偏大”、“偏小”、“准确”）
①Y型管中残留有氢气，对测定结果的影响是准确．
②未冷却至室温即读数，对测定结果的影响是偏大．

Answer 1

分析 【氢化钙的制备】
（1）碱石灰能够吸收氯化氢气体和水蒸气；
浓硫酸能够吸收水；
（2）实验要按照一定的顺序进行；
（3）根据反应物、生成物、反应条件及其质量守恒定律可以书写反应的化学方程式；
显碱性的溶液能使酚酞试液变红色；
【产品的定量测定】
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；
（5）量气管中液面不再变化时，说明样品与水完全反应；
（6）两次的体积差即为反应生成氢气的体积；
（7）根据反应的化学方程式和提供的数据可以进行相关方面的计算；
（8）根据具体的操作可以判断相关方面的问题．

解答 解：（1）装置B的作用是吸收水蒸汽和氯化氢气体；
装置D的作用是防止空气中的水蒸气进入C装置．
故填：吸收水蒸汽和氯化氢气体；防止空气中的水蒸气进入C装置．
（2）利用图1实验装置进行实验，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，收集气体并检验其纯度，加热反应一段时间，停止加热，充分冷却，关闭分液漏斗活塞．
故填：②①④③．
（3）①CaH₂与水反应的化学方程式为：CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑；
②该同学的判断不正确，原因是钙也能与水反应生成氢氧化钙和氢气，溶液也能使酚酞变红．
故填：CaH₂+2H₂O═Ca（OH）₂+2H₂↑；钙也能与水反应生成氢氧化钙和氢气，溶液也能使酚酞变红．
【产品的定量测定】
①检查装置气密性，方法是：在量气管中加入适量的水，上下移动水准管，如果静止一段时间后能够产生液面差，说明装置不漏气．
故填：在量气管中加入适量的水，上下移动水准管，如果静止一段时间后能够产生液面差，说明装置不漏气．
④将Y型管中水与氢化钙样品混合，操作为：将Y形管慢慢倾斜，直至A中的水与B中样品相混合．
故填：将Y形管慢慢倾斜，直至A中的水与B中样品相混合．
⑤反应结束，冷却至室温，再次调节量气管与水准管液面相平，读取液面所在刻度数据为110.0mL．
故填：调节量气管与水准管液面相平．
（5）判断样品与水完全反应的方法是：量气管中液面不再变化．
故填：量气管中液面不再变化．
（6）反应生成氢气的体积为：110.0mL-10.0mL=100.0mL．
故填：100.0．
（7）设氢化钙的质量为x，和水反应生成氢气的质量为y，
反应生成氢气质量为：0.09mg/mL×100.0mL=9mg，
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，
样品中氢化钙的纯度为：$\frac{88.4mg}{100mg}$×100%=88.4%，
答：样品中氢化钙的纯度为88.4%．
（8）①Y型管中残留有氢气时，对测定结果没有影响．
故填：准确．
②未冷却至室温即读数，会导致测定的氢气体积偏大，从而导致测定结果偏大．
故填：偏大．

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．