Question

已知：碱金属或碱土金属（ⅡA）与H₂在隔绝空气加热时可以发生反应，生成离子型金属氢化物，如NaH、CaH₂等，它们易与水反应．现有甲、乙两位同学分别设计了制备纯净CaH₂的实验，装置如图所示（分别以序号Ⅰ、Ⅱ表示），铁架台等夹持固定仪器已略去（H₂的稳定性强于HCl）．

请回答下列问题
（1）锌与盐酸反应的离子方程式为

 

；
（2）最后实验结果显示，两位同学的实验装置设计都有缺陷．
装置Ⅰ的不足之处是

 

，
装置Ⅱ的不足之处是

 

；
（3）请你从两套装置中选取你认为合理的部分，按从左到右的顺序组装一套制取CaH₂的合理装置（用序号A、B、C…表示）

 

；
（4）检查完装置的气密性后，为了保证产品的纯度和实验安全必须先

 

，然后再

 

，才能点燃酒精灯加热．
（5）军事和气象野外作业常用CaH₂做生氢剂，使之与水反应产生H₂，其反应的化学方程式为

 

，该反应中的氧化剂是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验题

分析：（1）新和盐酸反应生成氯化锌和氢气；
（2）由于盐酸易挥发，锌与盐酸反应制得气体氢气中混有氯化氢和水蒸气，需先除去；
（3）因碱金属或碱土金属（Ⅱ族）与H₂在隔绝空气加热时发生反应，所以需把装置中的空气排净；
（4）氢气是可燃性气体混有空气点燃或加热会发生爆炸，需要装置中充满氢气后验证气体纯净后，再加热；
（5）CaH₂与水反应产生H₂，反应中盐酸化合价降低的物质做氧化剂分析；

解答： 解：（1）锌与盐酸反应的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑，故答案为：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑； 
（2）锌与盐酸反应制得气体氢气中混有氯化氢和水蒸气，会与锌反应．浓硫酸只除去水蒸气，故应增加除氯化氢装置．故装置Ⅰ的不足之处是制H₂装置后缺少除HCl气体的装置；CaH₂易与水反应，为防空气中水与CaH₂反应，应在制CaH₂装置后加干燥装置． 故装置Ⅱ的不足之处是制CaH₂装置后缺少干燥装置．
故答案为：制H₂装置后缺少除HCl气体的装置；制CaH₂装置后缺少防止空气中水蒸汽进入的装置；
（3）C中碱石灰会把氢气中的杂质氯化氢和水吸收，B中碱石灰可防止空气中水蒸气与CaH₂反应，按从左到右的顺序组装一套制取CaH₂的合理装置为：D、B（E）、C；
故答案为：D、B（E）、C；
（4）氢气具有可燃性，为防爆炸，故加热前应先检查氢气的纯度，尾气处理可采取燃烧的方法．
故答案为：通氢气；检验氢气纯度；
（5）根据题给信息，反应物为CaH₂和水，产物为氢气和氢氧化钙，由此可写出化学方程式为CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，反应中水的氢元素化合价从+1价变化为0价，化合价降低，所以水做氧化剂；
故答案为：CaH₂+2H₂O=Ca（OH）₂+2H₂↑，氧化剂．

点评：本题考查了物质制备的实验方法和性质探究，进行实验评价时，可从实验目的、装置特点、题给信息及试剂性质综合考虑，题目难度中等．