Question

【題目】氫化鈣(CaH2)是一種常用的儲氫材料，也是登山運動員常用的能源提供劑，需要密封保存，遇水反應生成氫氧化鈣和氫氣。某研究性學習小組模擬生產企業制取氫化鈣。

（實驗）

用鋅粒和稀硫酸反應制得干燥、純凈的氫氣，再與金屬鈣在加熱的條件下直接化合，即可制得CaH2。

(1)下列有關該實驗的說法正確的是_____________________________________。

a．其他條件相同時，粗鋅制取氫氣的速率比純鋅快　

b．加熱時，必須通入氮氣作為保護氣，以防止空氣的干擾

c．可以用濃硫酸或堿石灰對H2進行干燥除雜

d．開始實驗時，應先通入H2，后給金屬鈣加熱

e．停止實驗時，應先停止通入H2，后停止加熱

（提出假設）

(2)由于實驗中操作不當，金屬鈣或氫化鈣都可能被氧化；該小組甲同學對反應后的固體產物成分提出如下假設：

假設1：含有Ca和CaH2；

假設2：含有CaH2和CaO；

假設3：含有__________________。

（設計實驗方案，驗證假設）

(3)定性實驗用化學方法鑒別Ca與CaH2，請設計實驗完成下表中內容。

實驗步驟	預期現象和結論
取少量固體樣品，____________________________________________________________________。	_______________________________________________。

(4)定量實驗測定Ca和CaH2混合物中CaH2的質量分數。

①取m1 g樣品與水完全反應，利用如圖裝置測定生成的氣體體積時，在________時進行收集(填字母)。

a．剛開始有氣泡

b．氣泡連續均勻

c．氣體經過驗純后，再收集

②如果裝置氣密性良好，操作正確，乙同學認為：由于液體加入，導致氣體的體積測定_____________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)，則計算出氫化鈣的質量分數_____________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

（反思與交流）

(5)登山運動員常用氫化鈣作為能源提供劑，與氫氣相比，其優點是氫化鈣是固體，攜帶方便。既然金屬鈣與水反應也能生成氫氣，為什么還要將金屬鈣制備成氫化鈣呢？你的觀點是_______________________________________________________________________________________________________________ 。

Answer 1

【答案】acd CaH2(或CaH2、Ca、CaO) 干燥條件下與氧氣反應，將生成的產物通入裝有無水硫酸銅的干燥管 無水硫酸銅變為藍色，則為CaH2，不變藍則為Ca a 偏高 偏高 略

【解析】

（1）a、粗鋅在反應中可形成原電池而使反應加快，a正確；b、該反應在氫氣的環境中進行，無需通入氮氣作保護氣，b錯誤；c、濃硫酸和堿石灰可以吸水，而且與氫氣不反應，可作氫氣的干燥劑，c正確；根據以上分析可知d正確；e、停止實驗時，先停止加熱，后停止通入H2，e錯誤，答案選acd。（2）根據假設1和2可知假設3：若完全反應生成CaH2，而且沒有氧化，則只含有CaH2，也可能是Ca部分與氫氣反應，有部分Ca被氧化，即固體成分可能是CaH2、Ca、CaO，但一定有CaH2。（3）依據Ca不含H，CaH2含H，由此設計實驗鑒別，即干燥條件下與氧氣反應，將生成的產物通入裝有無水硫酸銅的干燥管，如果無水硫酸銅變為藍色，則為CaH2，不變藍則為Ca。（4）①測定生成的氣體體積時必須從實驗開始就收集，答案選a；②因液體的加入而使錐形瓶內的氣體排出，使收集的氣體體積增大，則CaH2質量分數偏高。（5）根據化學方程式Ca＋2H2O===Ca(OH)2＋H2↑，CaH2＋2H2O===Ca(OH)2＋2H2↑可知等質量的Ca和CaH2制H2時，CaH2生成的氫氣多，因此還要將金屬鈣制備成氫化鈣。