题目内容

1．氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂．某兴趣小组拟选用如图装置制备氢化钙．

回答下列问题：
（1）检查装置E气密性的操作方法是方法一：关闭i口，打开分液漏斗活塞，从分液漏斗中加入蒸馏水，若蒸馏水不能流下，则装置气密性良好．
方法二：用导管连接i口，并将导管另一端放入水中，微热试管，若导管口有气泡冒出，
冷却后导管中形成一段水柱，则装置气密性良好．
（2）利用上述装置制取氢化钙时按气流方向连接顺序为i→e→f→d→c→j→k（或k，j）→a（填仪器接口的字母编号）．
（3）根据完整的实验装置进行实验，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；BADC（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）．
A．加热反应一段时间          B．收集气体并检验其纯度
C．关闭分液漏斗活塞         D．停止加热，充分冷却
（4）写出CaH2与水反应的化学方程式CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑；登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是氢化钙是固体，携带方便．

分析 （1）装置气密性检验的原理是：通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象（如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等）来判断装置气密性的好坏；一般用到的方法有：空气热胀冷缩法、注水法等；据此进行分析解答即可；
（2）一般制备纯净干燥的气体的实验装置的顺序为：制备装置→除杂装置→干燥装置等；
（3）实验过程中要保证整个装置内已充满氢气，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→加热反应→停止加热→继续通氢气至冷却→停止通入氢气；
（4）CaH2中H元素的化合价为-1价，CaH2具有还原性，与水发生氧化还原反应生成Ca（OH）2和H2；作为能源，氢化钙是固体，比氢气更易携带，使用也较方便．

解答 解：（1）检查装置E气密性的操作方法，通过气体发生器与液体构成封闭体系，依据改变体系内压强时产生的现象判断，方法一：关闭i口，打开分液漏斗活塞，从分液漏斗中加入蒸馏水，若蒸馏水不能流下，则装置气密性良好，反之气密性不好，方法二：用导管连接i口，并将导管另一端放入水中，微热试管，若导管口有气泡冒出，冷却后导管中形成一段水柱，则装置气密性良好，
故答案为：方法一：关闭i口，打开分液漏斗活塞，从分液漏斗中加入蒸馏水，若蒸馏水不能流下，则装置气密性良好；方法二：用导管连接i口，并将导管另一端放入水中，微热试管，若导管口有气泡冒出，
冷却后导管中形成一段水柱，则装置气密性良好；
（2）钙属于极活泼的金属，极易与水反应生成氢氧化钙和氢气，而制备的氢气中会混有水蒸气和氯化氢，所以在与钙化合之前需要除杂和干燥，分别选用试剂是氢氧化钠和浓硫酸；同时为防止空气中水蒸气进入，最后还需要连接干燥管，所以正确的顺序为：i→e，f→d，c→j，k（或k，j）→a；
故答案为：i→e，f→d，c→j，k（或k，j）→a；
（3）由于多余的氢气需要燃烧反应掉，所以应该先收集一部分气体并检验其纯度，反应结束后还需要使氢化钙在氢气的氛围中冷却，所以应该最后关闭分液漏斗活塞，因此正确的顺序为BADC，
故答案为：BADC；
（4）CaH2与水反应能产生Ca（OH）2和H2，反应方程式分别为：CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑，作为能源，氢化钙明显比氢气更易携带，使用也较方便，
故答案为：CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑；氢化钙是固体，携带方便．

点评 本题考查元素化合物知识，涉及到物质的性质和制备实验，注意实验的一般方法来解答，题目难度中等．

练习册系列答案
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13．已知两种弱酸的酸性：HA＞HB，在常温下下列各项比较中正确的是（　　）
A．两种溶液：①0.1mol/L HA溶液；②0.1mol/L HB溶液，分别与0.1mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液中，c（H+）：①＜②
B．等物质的量浓度的HA溶液与NaB溶液等体积的混合液：2c（Na+）═（A-）+c（B-）+c（HA）+c（HB）
C．pH=9的三种溶液①NaB；②NH3•H2O；③NaOH，由水电离出的c（OH-）：①＞②＞③
D．物质的量浓度相等的NaA与NaB两溶液中：c（B-）＞c（A-）
14．（1）合成氨反应的热化学方程式：N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92.2kJ•mol-1
已知合成氨反应是一个反应物不能完全转化为生成物的反应，在某一定条件下，N2的转化率仅为10%，要想通过该反应得到92.2kJ的热量，至少在反应混合物中要投放N2的物质的量为10 mol．
（2）肼（N2H4）-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH溶液．肼-空气燃料电池放电时：正极的电极反应式：O2+4e-+2H2O═4OH-，负极的电极反应式：N2H4+4OH--4e-═4H2O+N2↑．
（3）如图是一个电解过程示意图．
①锌片上发生的电极反应式是：Cu2++2e-═Cu
②假设使用肼-空气燃料电池作为该过程中的电源，铜片质量变化为128g，则肼-空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气112L（假设空气中氧气体积分数为20%；Cu相对原子质量：64）．
11．将X气体通入BaCl2溶液，未见沉淀生成，然后通入Y气体，有沉淀生成，X、Y不可能是（　　）
A．二氧化硫 氯气B．二氧化氮 二氧化硫
C．氨气 二氧化碳D．氯气 二氧化碳
18．下列各项中仪器可能完成目的实验的是（　　）
选项仪器实验
 A制取蒸馏水圆底烧瓶、冷凝管、锥形瓶、温度计、牛角管
 B由98%的浓硫酸配制250ml
1.5mol/L的稀硫酸		250mol容量瓶、量筒、胶头滴管、玻璃棒
 C实验室用MnO2与浓盐酸制取并收集氯气   酒精灯、铁架台（带铁夹、铁圈）、圆底烧瓶、导管、集气瓶
 D测定NaCl中混有KCl烧杯、玻璃棒、酒精灯、蓝色钴玻璃、铂丝
A．AB．BC．CD．D
6．硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料．某同学利用车床加工的废铜屑制备硫酸铜．实验前先将废铜屑置于Na2CO3溶液中煮沸5分钟，然后汲去Na2CO3溶液，再用蒸馏水洗涤3次．由于铜不与稀硫酸直接反应，实验中将浓硝酸分次加入到铜粉与稀硫酸中，加热使之反应完全，通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体（装置如图所示，烧杯中盛有NaOH溶液）．

（1）实验前先将废铜屑于Na2CO3溶液中煮沸5分钟的目的是除去油污．
（2）圆底烧瓶中发生的离子反应方程式为3Cu+8H++2NO3-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu2++2NO↑+4H2O．
（3）图2是图1的改进装置，改进后的好处是能防止倒吸．
（4）为符合绿色化学的要求，某研究性学习小组改用空气氧化法：
方案1：将铜屑在空气中反复灼烧，使铜与空气充分反应生成氧化铜，再将氧化铜与稀硫酸反应．
方案2：将空气或氧气直接通入到铜屑与稀硫酸的混合物中，发现在常温下几乎不反应．但是向反应液中加少量FeSO4或Fe2（SO4）3溶液，反应很快进行．反应完全后，继续通入空气并加物质甲调节pH值到3～4，产生Fe（OH）3沉淀．过滤，滤渣作催化剂循环使用．滤液经过蒸发浓缩、结晶、减压抽滤后得到蓝色晶体，再用少量95%的酒精洗涤晶体后晾干，得CuSO4•5H2O10.6g．己知Fe（OH）3和Cu（OH）2完全沉淀时的pH值分别为3.7、6.4请回答下列问题：
①方案2中甲物质可能是A（填字母）．A．CaO  B．CuO  C．Na2CO3D．NaOH
②FeSO4或Fe2（SO4）3溶液的作用是催化剂，不能选用FeCl3、FeCl2代替
FeSO4、Fe2（SO4）3溶液的原因是防止制得的硫酸铜晶体中混有CuCl2（或制得的硫酸铜晶体不纯）．
③晶体采用95%的酒精淋洗的优点是减少硫酸铜晶体在洗涤过程中由于溶解引起的损耗（或减少硫酸铜晶体的损失、减少硫酸铜晶体的溶解）．
④图3是抽滤装置的一部分，其中正确的是A．（填A或B）
⑤采用方案1以64g铜为原料与一定质量的57.6%（填质量分数）的硫酸反应在理论上不需要蒸发水刚好生成CuSO4•5H2O晶体．（结果保留3位有效数字）
13．实验室以废铁屑为原料制备硫酸亚铁铵晶体[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]，其步骤如下：
步骤1：将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污，倾倒出液体，用水洗净铁屑．
步骤2：向处理过的铁屑中加入过量的3mol•L-1H2SO4溶液，在60℃左右使其反应到不再产生气体，趁热过滤，得FeSO4溶液．
步骤3：向所得FeSO4溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，经过“一系列操作”后得到硫酸亚铁铵晶体．
请回答下列问题：
（1）从以下仪器中选择组装，完成实验操作步骤1必需的仪器有①②④⑤⑥⑦（填编号）
①铁架台    ②漏斗    ③广口瓶    ④石棉网    ⑤烧杯   ⑥玻璃棒    ⑦酒精灯
（2）在步骤2中所加的硫酸必须过量，其原因是加酸抑制亚铁离子的水解；
（3）在步骤3中，所指的“一系列操作”依次是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤、洗涤；
（4）为证明所得晶体含有Fe2+和NH4+，取其溶液于试管中加入氢氧化钠溶液，并加热，用湿润的红色石蕊试纸接近试管口，若观察到生成白色沉淀，且迅速变灰绿，最终变为红褐色，同时湿润的红色石蕊试纸变蓝现象，证明含有Fe2+和NH4+．
10．往有机聚合物中添加阻燃剂，可增加聚合物的使用安全性，扩大其应用范围．例如，在某聚乙烯树脂中加入等质量由特殊工艺制各的阻燃型Mg（OH）2，树脂可燃性大大降低．该Mg（OH）2的生产工艺如下：
→合成→水热处理→过滤→水洗→表面处理→过滤水洗→干燥
（1）精制卤水中的MgCl2与适量石灰乳反应合成碱式氯化镁[Mg（OH）2-xClx•mH2O]，反应的化学方程式为2MgCl2+（2-x）Ca（OH）2+2mH2O=2[Mg（OH）2-xClx•mH2O]+（2-x）CaCl2
（2）合成反应后，继续在393K～523K下水热处理8h，发生反应；[Mg（OH）2-xClx•mH2O]═（1-$\frac{x}{2}$）Mg（OH）2+$\frac{x}{2}$MgCl2+mH2O水热处理后，过滤、水洗．水洗的目的是除去附着在Mg（OH）2表面的可溶性物质MgCl2、CaCl2、Ca（OH）2等
（3）阻燃型Mg（OH）2具有晶粒大，易分散、与高分子材料相容性好等特点．上述工艺流程中与此有关的步骤是水热处理、表面处理
（4）已知热化学方程式：
Mg（OH）2（s）═MgO（s）+H2O（g）△H1=+81.5kJ•mol-1
Al（OH）3（s）═XAl2O3（s）+$\frac{3}{2}$H2O（g）△H2=+87.7kJ•mol-1
①Mg（OH）2和Al（OH）3起阻燃作用的主要原因是Mg（OH）2和Al（OH）3受热分解时吸收大量的热，使环境温度下降；同时生成的耐高温、稳定性好的MgO、Al2O3覆盖在可燃物表面，阻燃效果更佳
②等质量Mg（OH）2和Al（OH）3相比，阻燃效果较好的是Mg（OH）2．原因是Mg（OH）2的吸热效率为：81.5kJ•mol-1/58g•mol-1=1.41 kJ•g-1，Al（OH）3的吸热效率为：87.7kJ•mol-1/78g•mol-1=1.12 kJ•g-1等质量的Mg（OH）2比Al（OH）3吸热多．
（5）常用阻燃荆主要有三类：A．卤系，如四溴乙烷；B．磷系，如磷酸三苯酯；C．无机类Mg（OH）2和Al（OH）3．从环保的角度考虑，应用时较理想的阻燃剂是C，理由是A会破坏臭氧层，B中的磷元素会造成藻类生物的大量繁殖．
11．向含有Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气，溶液中各种离子的物质的量变化如图所示．有关说法不正确的是（　　）
A．线段BC代表Fe3+物质的量的变化情况
B．原混合溶液中n（FeBr2）=3mol
C．当通入2molCl2时，溶液中已发生的离子反应为：2Fe2++2I-+2Cl2=2Fe3++I2+4Cl-
D．原溶液中n（Fe2+）：n（I-）：n（Br-）=2：1：3

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