Question

某研究小組以CaCl₂和H₂為原料，試圖制備 +1價Ca的化合物，結果發現產物中只有兩種化合物（甲和乙）。元素組成分析表明化合物甲中鈣、氯元素的質量分數分別為52.36%、46.33%；化合物乙的水溶液顯酸性。請回答下列問題：
（1）該研究小組是否成功制得 +1價Ca的化合物？      （填“是”或“否”）。甲的化學式是     。
（2）甲與水反應可得H₂，其化學方程式是     。反應所得溶液經結晶后，可得到一種晶體，其化學式為CaCl₂· xCa(OH)₂· 12H₂O。為確定x的值，請設計實驗方案     。
（3）在加熱條件下，乙的水溶液（濃）與MnO₂反應的離子方程式是     ；乙的水溶液與Fe反應所得的溶液不穩定，保存該溶液的措施是     。
（4）請寫出一個你認為可能得到CaCl的化學方程式（以CaCl₂為原料）     。

Answer 1

（1）否    （1分）CaHCl    （2分）
（2）2CaHCl + 2H₂O = CaCl₂ + Ca(OH)₂ + 2H₂↑（2分）
取樣，加稀HNO₃溶解后分成二等份，其中一份加入Na₂CO₃溶液，得到CaCO₃沉淀，稱重后求得n(Ca²⁺)；另一份加入AgNO₃溶液，得到AgCl沉淀，稱重后求得n(Cl^-)， 用下式即可求得x值： （3分，其它合理答案也給分）
（3）2Cl^- + MnO₂ + 4H⁺＝ Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O      （2分）
保持FeCl₂溶液呈酸性，并加入鐵粉防止氧化        （2分）
（4）Ca + CaCl₂ = 2CaCl

解析試題分析：（1）化合物甲中鈣、氯元素的質量分數分別為52.36%、46.33%，加起來比100%小，表明該物質中還含有氫元素，其質量分數為：100%－52.36%－46.33%＝1.31%。因此，可以來確定甲這種物質的化學式：
N(Ca)︰N(Cl)︰N(H)＝
可以得出化學式為：CaHCl，可以看出沒有得到所謂的正一價的鈣。
（2）甲與水反應可得H₂，說明是發生了氫元素的自身氧化還原反應：
2CaHCl + 2H₂O = CaCl₂ + Ca(OH)₂ + 2H₂↑
取樣，加稀HNO₃溶解后分成二等份，其中一份加入Na₂CO₃溶液，得到CaCO₃沉淀，稱重后求得n(Ca²⁺)；另一份加入AgNO₃溶液，得到AgCl沉淀，稱重后求得n(Cl^-)， 用下式即可求得x值： 
（3）從第一步中可以知道，CaCl₂＋H₂＝CaHCl＋HCl
2Cl^- + MnO₂ + 4H⁺＝Mn²⁺ + Cl₂↑+ 2H₂O
乙的水溶液與Fe反應所得的是FeCl₂溶液，不穩定，一是容易被空氣中的氧氣氧化，二是二價鐵離子會發生水解，保存該溶液的措施是保持FeCl₂溶液呈酸性，并加入鐵粉防止氧化
（4）可以用強的還原劑來還原：如Ca + CaCl₂ = 2CaCl
考點：物質性質的測定。