题目内容

17．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】
Ⅰ．金属Ca的部分性质有：
①常温或加热条件下Ca都能与氧气反应；
②Ca常温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；
③Ca+H2 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CaH2（固体）
Ⅱ．固体CaH2的部分性质有：
①常温：CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑； ②CaH2要密封保存．
【进行实验】
该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Ca常温遇水发生反应的化学方程式：Ca+2H2O=Ca（OH）2+H2↑．
（2）B、D中所盛试剂相同，该试剂为浓硫酸（填名称）；D中该试剂的作用是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．
【实验反思】
该小组同学通过反思提出问题：上述制得的CaH2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为m g的CaH2样品，按图所示连接仪器（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，样品全部反应后，冷却至室温，读取量筒读数为V mL．
（4）若该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L/mol，当V=$\frac{1000mV{\;}_{m}}{21}$mL时（用m、Vm表示），表明制得的CaH2样品是纯净的．

分析 （1）Ca常温遇水发生反应生成氢氧化钙和氢气；
（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；
【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，当等于样品质量则为纯净．

解答 解：（1）Ca常温遇水发生反应生成氢氧化钙和氢气，化学方程式Ca+2H2O=Ca（OH）2+H2↑，
故答案为：Ca+2H2O=Ca（OH）2+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；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）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结合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，当等于样品质量则为纯净，所以有
CaH2+2H2O=Ca（OH）2+2H2↑
42                                     2
m                                   $\frac{V×10{\;}^{-3}L}{V{\;}_{m}L/mol}$
则  $\frac{42}{m}$=$\frac{2}{\frac{V×10{\;}^{-3}}{V{\;}_{m}}}$，V=$\frac{1000mV{\;}_{m}}{21}$，故答案为：$\frac{1000mV{\;}_{m}}{21}$．

点评 本题考查物质的制备实验方案，为高频考点，把握物质的性质、发生的反应、实验装置的作用及实验技能为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，综合性较强，题目难度不大．

练习册系列答案
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14．a、b、c、d均为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示．下列说法正确的是（　　）
A．a原子最外电子层上的电子数为8
B．b的最高价氧化物对应水化物为强酸
C．c存在的两种常见氧化物分子组成上相差一个氧原子
D．d和b都是第二周期的非金属元素，且d比b的非金属性强
8．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO（g）+Cl2（g）?2ClNO（g）△H＜0
写出该反应的平衡常数表达式$\frac{{c}^{2}（ClNO）}{{c}^{2}（NO）×c（C{l}_{2}）}$．
为研究不同条件对反应的影响，：在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2，10min时反应达到平衡．测得10min内v（ClNO）=7.5×10-3 mol•L-1•min-1，则平衡后n（Cl2）=0.025mol，NO的转化率α1=75%．其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率α2＞α1（填“＞”“＜”或“=”），平衡常数K不变（填“增大”“减小”或“不变”）．若要使K减小，可采取的措施是升高温度．
5．在一个小烧杯里加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体，将小烧杯放在事先已滴有3～4滴水的玻璃片上，然后，再加入约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒搅拌，使Ba（OH）2•8H2O与NH4Cl充分反应．
（1）实验中玻璃棒的作用是搅拌，使反应物充分混合，加快反应速率．
（2）实验中观察到的现象是有刺激性气味的气体生成；璃片与烧杯粘在一起．产生上述现象的原因是反应混合物成糊状，生成氨气；反应吸热玻璃片上的水结冰．
（3）通过玻璃片与烧杯粘在一起现象，说明该反应是吸热反应，这是由于反应物所具有的总能量小于（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物所具有的总能量．
12．下列反应属于氧化还原反应的是（　　）
A．CO2+H2O=H2CO3B．CaCO3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CO2↑+CaO
C．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑D．2Na+Cl2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$NaCl
2．在1--18号元素中，原子半径最小的是H，能形成的最稳定的氢化物是F，最高价氧化物对应水化物碱性最强的碱是Na，高价氧化物对应水化物酸性最强的酸是Cl，第三周期中原子半径最小的非金属与金属性最强的金属形成的化合物的电子式为．（以上均用元素符号表示）
9．氯化钠是生活必需品，也是重要的化工原料．提纯含少量泥沙的粗盐，一般经过以下操作流程：

（1）操作⑤中除用到铁架台（带铁圈）、酒精灯、玻璃棒、坩埚钳外，还需要用到的仪器是蒸发皿．
（2）实验结束后称量获得的“精盐”，并计算“精盐”的制得率，发现制得率较低，其可能原因是ABD（填序号）．
A．粗盐没有全部溶解即过滤
B．蒸发时液滴飞溅剧烈
C．蒸发后所得“精盐”很潮湿
D．蒸发皿上粘有的“精盐”没有全部转移到称量纸上
（3）小明查阅相关资料得知：粗盐中除含泥沙等不溶性杂质外，还含有少量的MgCl2、CaCl2等可溶性杂质．为了得到较纯净的氯化钠，小明将上述流程图中操作⑤得到的“精盐”又作了如下处理（假定杂质只有MgCl2、CaCl2两种）．

①提供的试剂：Na2CO3溶液、K2CO3溶液、NaOH溶液、KOH溶液、饱和NaCl溶液．
从提供的试剂中选出a所代表的试剂是NaOH溶液、Na2CO3溶液，写出发生反应的离子方程式Mg2++2OH-=Mg（OH）2↓，CO32-+Ca2+=CaCO3↓．
②在滤液中加盐酸的作用是HCl+NaOH═NaCl+H2O、2HCl+Na2CO3═2NaCl+CO2↑+H2O（用化学方程式表示）．
6．现有浓度均为0.1mol•L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液．下列判断中正确的是（　　）
A．若三种溶液中c（H+）分别为a1 mol•L-1、a2 mol•L-1、a3 mol•L-1，则它们的大小关系为$\frac{1}{2}$a2=a1=a3
B．等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH溶液反应，若生成的盐的物质的量依次为b1 mol、b2 mol、b3 mol，则它们的大小关系为b1=b2＜b3
C．分别用以上三种酸中和一定量的NaOH溶液生成正盐，若需要酸的体积分别为V1、V2、V3，其大小关系为V1=V2=V3
D．分别与Zn反应，开始时生成H2的速率分别为v1、v2、v3，其大小关系为v2＞v1＞v3
7．今有①CH3COOH  ②HCl  ③H2SO4三种溶液．根据要求回答下列问题：
（1）当它们pH相同时，其物质的量浓度最大的是①（填序号）．
（2）当它们的物质的量浓度相同时，其pH最小是③（填序号）．
（3）将c（H+）相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍，c（H+）由大到小的顺序为①＞②=③（填序号）．
（4）体积和物质的量浓度均相同的①②③三种酸溶液，分别与相同浓度的烧碱溶液恰好完全反应，所需烧碱的体积比为1：1：2．
（5）三酸的pH相同时，若耗等量的Zn，则需三酸的体积大小关系为①＜②=③（填序号）．

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