题目内容

19．氢化钙（CaH2）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂．某化学小组的同学在老师的指导下制备氢化钙．
【查阅资料】
氢化钙通常用氢气与钙加热制得．
氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气．
钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气，并放出大量的热．
标准状况下氢气的密度为0.09g/L．
【进行实验】小组同学设计的制取装置如图所示（固定装置略）．

回答下列问题：
（1）写出A中发生反应的化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑．
（2）B、D中所盛试剂相同，该试剂为浓硫酸，其作用分别是干燥氢气、防止空气中的水蒸汽进入C中．
（3）实验时先打开A中活塞，一段时间后，再点燃C中酒精灯，其目的是排除装置内的空气，防止加热时产生爆炸．
（4）装置C中制取氢化钙的化学方程式是H2+Ca $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH2．
（5）【实验反思】小组同学通过反思提出问题：上述制得的氢化钙是否纯净？
他们再次设计实验进行检验．
实验步骤如下：
步骤1：检查装置气密性，装入足量的水和已称好质量的氢化钙样品，按图2所示连接仪器（固定装置略）．
步骤2：将Y形管倾斜，使A中的水全部进入B中；   完全反应后，冷却至室温，读取量筒读数．
（6）通过上述实验可分析出制得的氢化钙是否纯净，其依据是根据实验得出的氢气的体积，可计算出氢气的质量，再根据氢化钙与水反应的化学方程式，计算出所需氢化钙的质量，并与氢化钙样品质量作对比（或根据氢化钙与水反应的化学方程式，计算与样品质量相同的氢化钙可生成氢气的质量，并转化成氢气的体积，再与实验中所得的氢气体积作对比）．

分析 （1）根据实验室用稀硫酸和锌粒反应制取氢气进行解答；
（2）根据信息资料氢气与钙反应必须是干燥的氢气，氢化钙不能与水接触，因此D也是干燥装置；
（3）根据氢气的可燃性分析；
（4）钙和氢气反应在加热的条件下生成氢化钙；
【实验反思】根据图示，要验证氢化钙是否纯净，可取一定量氢化钙样品与水完全反应，根据生成氢气的质量求出氢化钙的质量，然后与样品质量比较，因此检查装置气密性，装入足量的水和已称好质量的氢化钙样品，按图2所示连接仪器之后将Y形管倾斜，使A中的水全部进入B中，完全反应后，冷却至室温，读取量筒读数．

解答 解：（1）实验室用稀硫酸和锌粒反应制取氢气，化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，
故答案为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；
（2）用氢气与钙加热制得氢化钙，因钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气，并放出大量的热，所以与钙反应的氢气必须是干燥的氢气，故制取的氢气需通过浓硫酸进行干燥，因生成的氢化钙遇水反应生成氢氧化钙和氢气，因此为防止防止空气中的水蒸汽进入C中，需在D中装有浓硫酸进行干燥，
故答案为：浓硫酸；干燥氢气；防止空气中的水蒸汽进入C中；
（3）点燃不纯的氢气可能会发生爆炸，因此氢气与钙加热反应前需将装置内的空气排出，故实验时先打开A中活塞，一段时间后，再点燃C中酒精灯，以排除装置内的空气，防止加热时产生爆炸，
故答案为：排除装置内的空气，防止加热时产生爆炸；
（4）钙和氢气反应在加热的条件下生成氢化钙，反应的方程式为H2+Ca $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH2，
故答案为：H2+Ca $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaH2；
（5）根据以上分析，所以步骤2：将Y形管倾斜，使A中的水全部进入B中，完全反应后，冷却至室温，读取量筒读数；故答案为：Y形管倾斜，使A中的水全部进入B；冷却至室温，读取量筒读数；
（6）通过上述实验可分析出制得的氢化钙是否纯净，其依据是：根据实验得出的氢气的体积，可计算出氢气的质量，再根据氢化钙与水反应的化学方程式，计算出所需氢化钙的质量，并与氢化钙样品质量作对比（或根据氢化钙与水反应的化学方程式，计算与样品质量相同的氢化钙可生成氢气的质量，并转化成氢气的体积，再与实验中所得的氢气体积作对比）
故答案为：根据实验得出的氢气的体积，可计算出氢气的质量，再根据氢化钙与水反应的化学方程式，计算出所需氢化钙的质量，并与氢化钙样品质量作对比（或根据氢化钙与水反应的化学方程式，计算与样品质量相同的氢化钙可生成氢气的质量，并转化成氢气的体积，再与实验中所得的氢气体积作对比）．

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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9．硅及其化合物在工业上有广泛用途，以硅粉、镁粉等原料制备硅烷的工业流程如下：

反应釜中发生反应：4NH4Cl+Mg2Si$\stackrel{常温}{?}$4NH3↑+SiH4↑+2MgCl2△H＜0
（1）工业上可用硅烷和氨气生产一种能耐高温的材料Si3 N4，Si3 N4应属于原子晶体；NH3、Si3 N4和SiH4三种物质的熔沸点由高到低的顺序是Si3N4＞NH3＞SiH4．
（2）上述生产硅烷的过程中反应釜抽真空的原因是使4NH4Cl+Mg2Si$\stackrel{常温}{?}$4NH3↑+SiH4↑+2MgCl2平衡正移，有利于生产硅烷．
（3）液氨参与循环的作用是吸收热量，保证反应在常温下进行．
（4）氨气也是重要的工业原料，1mol氨气在一定温度下（T＞150℃）发生催化氧化反应能释放出226.5kJ的热量，该反应的热化学方程式是4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H=-906.0 kJ/mol．
（5）三硅酸镁（Mg2Si3O8•nH2O）难溶于水，在医药上可做抗酸剂．它可以中和多余胃酸（主要成分盐酸），生成的难溶物还可覆盖在有溃疡的胃表面，保护其不再受刺激．三硅酸镁与胃酸反应的化学方程式是MgSi3O8•nH2O+4HCl═2MgCl2+3SiO2+（n+2）H2O．若将1.84g三硅酸镁加到50mL 1.0mol/L盐酸中，充分反应后，滤去沉淀，以甲基橙为指示剂，用l．0mol/L NaOH溶液滴定剩余的盐酸，消耗NaOH溶液30mL，则Mg2Si3O8•nH2O中n的值是6．
10．实验室制备乙酸乙酯的实验装置示意图如图1和有关实验步骤如下：在A中加入4.6g的乙醇，9.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50min，反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水MgSO4固体，静置片刻，过滤除去MgSO4固体，进行蒸馏纯化，收集馏分，得乙酸乙酯5.28g．
回答下列问题：
（1）仪器B的名称是：球形冷凝管
（2）A 中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂．
（3）写出实验室用乙醇和乙酸制取乙酸乙酯的化学反应方程式：CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOC2H5+H2O
（4）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后D（填标号）．
a．直接将乙酸乙酯从分液漏斗上口倒出
b．直接将乙酸乙酯从分液漏斗下口放出
c．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸乙酯从下口放出
d．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸乙酯从上口放出
（5）实验中加入少量无水MgSO4的目的是：干燥．
（6）在蒸馏操作中，如图2仪器选择及安装都正确的是：b（填标号）（注：箭头方向表示水流方向）

（7）本实验的产率是：d（填标号）．（产率指的是某种生成物的实际产量与理论产量的比值．已知乙醇、乙酸、乙酸乙酯的相对分子质量分别为：46、60、88．）
a.30%     b.40%      c.50%       d.60%
7．氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品．某研究小组用粗铜（含杂质Fe）按下述流程制备氯化铜晶体（CuCl2•2H2O），已知氯化铜易溶于水，难溶于乙醇．

（1）为了更完全的沉淀，最适合的X试剂为C．
A．K2Cr2O7      B．NaClO    C．H2O2         D．KMnO4
（2）溶液1中的金属离子有Fe3+、Fe2+、Cu2+．能检验溶液1中Fe2+的最合适的试剂①②（填编号）
①KMnO4   ②K3[Fe（CN）6]③NaOH   ④KSCN
（3）实验室采用如图所示的装置，可将粗铜与Cl2反应转化为固体1（部分加热和夹持装置已略去）．
①实验所需480mL10mol/L浓HCl配制时用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、500mL容量瓶．
②引发B中反应的正确的操作顺序是打开分液漏斗上口玻璃塞，旋开分液漏斗活塞，缓慢滴加，并用酒精灯加热B装置．
③有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCl的装置，你认为是否必要否（填“是”或“否”）．
（4）实验结束时，B和D处酒精灯应先熄灭的是D．
（5）该装置存在缺陷，请写出：缺少防止倒吸装置安全瓶．
（6）①得到CuCl2•xH2O晶体最好采用的干燥方式是D．
A．空气中加热蒸干                B．空气中低温蒸干
C．HCl气流中加热烘干            D．HCl气流中低温烘干
②为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x的值，某兴趣小组设计了以下实验方案：称取m g晶体溶于水，加入足量氢氧化钠溶液、过滤、沉淀洗涤后用小火加热至质量不再轻为止，冷却，称量所得黑色固体的质量为ng．沉淀洗涤的操作方法是向过滤器中加入水至完全浸没沉淀，过滤，重复2～3次．
14．下列说法正确的是（　　）
A．任何酸与碱发生中和反应生成1 mol H2O的过程中，能量变化均相同
B．同温同压下，H2（g）+Cl2（g）═2HCl（g）在光照和点燃条件下的△H不同
C．化学反应吸收或放出热量的多少与参加反应的物质的多少无关
D．C（石墨，s）═C（金刚石，s）△H＞0，所以石墨比金刚石稳定
4．根据热化学方程式（101kPa）  S（s）+O2 （g）═SO2 （g）△H=-297.23kJ/mol   分析下列说法不正确的是（　　）
A．S的燃烧热为△H=-297.23kJ/mol
B．S（s）→S（g） 吸收热量
C．S（g）+O2 （g）═SO2 （g）  放出的热量小于297.23kJ
D．形成1mol SO2化学键所释放总能量大于断裂1molS（s）和1molO2 （g）的化学键所吸收的总能量
11．溴化钙在医药上用作中枢神经抑制药，实验室用“尿素法”制备溴化钙的主要流程如下：

溴化钙的部分溶解度数值如下：
温度0℃10℃20℃40℃60℃80℃100℃
溶解度（g）125132143213278295312
（1）6Ca（OH）2+6Br2 $\frac{\underline{\;50-70℃\;}}{\;}$ 5CaBr2+6H2O+Ca（BrO3）2，每生成1mol Ca（BrO3）2转移电子的物质的量为10mol；50～70℃时，尿素[CO（NH2）2]将生成的Ca（BrO3）2还原为CaBr2，尿素被氧化为N2，该反应的化学方程式为2CO（NH3）2+Ca（BrO3）2$\stackrel{50-70℃}{→}$CaBr2+2CO2↑+2N2↑+4H2O．
（2）过滤所需的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗．
（3）加入氢溴酸调pH的作用是除去过量的氢氧化钙．
（4）操作I包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤、干燥．
（5）“二氧化硫法”制备的氢溴酸粗品中常含有少量的溴和硫酸；请选用所提供的试剂，试写出检验氢溴酸粗品中是否含有SO42-的实验方案：取少量氢溴酸粗产品与试管中，滴加少量稀盐酸，再加入BaCl2溶液，若产生白色沉淀，说明含有SO42-；否则不含SO42-．
8．硫代硫酸钠（Na2S2O3）俗称保险粉，可用于照相业作定影剂，也可用于纸浆漂白作脱氯剂等．实验室可通过如下反应制取：2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2．

（1）用图1所示装置制取Na2S2O3，其中NaOH溶液的作用是吸收二氧化硫等尾气，防止污染空气．如将分液漏斗中的H2SO4改成浓盐酸，则三颈烧瓶内除Na2S2O3生成外，还有NaCl（填化学式）杂质生成．
（2）为测定所得保险粉样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数，可用标准碘溶液进行滴定，反应方程式为2Na2S2O3+I2═2NaI+Na2S4O6．
①利用KIO3、KI和HCl可配制标准碘溶液．写出配制时所发生反应的离子方程式：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O
②准确称取一定质量的Na2S2O3•5H2O样品于锥形瓶中，加水溶解，并滴加淀粉溶液作指示剂，用所配制的标准碘溶液滴定．滴定时所用的玻璃仪器除锥形瓶外，还有酸式滴定管．
③若滴定时振荡不充分，刚看到溶液局部变色就停止滴定，则会使样品中Na2S2O3•5H2O的质量分数的测量结果偏低（填“偏高”“偏低”或“不变”）．
（3）本实验对Na2S的纯度要求较高，利用图2所示的装置可将工业级的Na2S提纯．已知Na2S常温下微溶于酒精，加热时溶解度迅速增大，杂质不溶于酒精．提纯步骤依次为：
①将已称量好的工业Na2S放入圆底烧瓶中，并加入一定质量的酒精和少量水；
②按图2所示装配所需仪器，向冷凝管中通入冷却水，水浴加热；
③待烧瓶中固体不再减少时，停止加热，将烧瓶取下；
④趁热过滤；
⑤将所得滤液冷却结晶，过滤得到硫化钠结晶水合物；
⑥将所得固体洗涤、干燥，得到Na2S•9H2O晶体．
9．下列说法正确的是（　　）
A．凡是放热反应都是自发的，吸热反应都是非自发的
B．常温下，C（s）+CO2（g）=2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0
C．任何能使熵值增大的过程都能自发进行
D．反应物和生成物所具有的总焓决定了反应是否能自发进行

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