Question

【題目】某同學對CaH2的制備和性質進行探究。

（閱讀資料）①用H2與鈣加熱制得CaH2

②鈣遇水立即發生劇烈反應生成Ca(OH)2和H2

③CaH2要密封保存，遇水反應也生成Ca(OH)2和H2

（CaH2的制備）設計的制取裝置如圖所示:

（1）裝置B的作用是________________；

（2）制備CaH2實驗結束后，取少量產物，小心加入水中，觀察有氣泡產生，在溶液中滴入石蕊試液后顯__________色。該同學據此判斷：實驗中確有氫化鈣生成，其他同學提出結論不一定正確，原因是_______。

（CaH2的性質探究）

取少量上述制得的CaH2 樣品加入到足量的碳酸鈉溶液中，產生大量氣泡，過濾，得到濾渣和濾液。經檢驗濾渣的成分是碳酸鈣。該同學進行了如下的探究。

（3）對濾液中溶質的成分做出如下猜測并進行實驗：

猜想一：NaOH 猜想二：NaOH、Ca(OH)2

猜想三：NaOH、Na2CO3 猜想四：NaOH、Na2CO3、Ca(OH)2

經過討論，大家一致認為猜想四不合理，請用化學方程式說明原因_________。

（實驗驗證）

實驗	現象	結論
實驗一：取濾液，向其中滴入少量 Na2CO3溶液	________	猜想二不成立
實驗二：另取濾液，向其中加入足量稀鹽酸	________	猜想三成立

（定量分析）

（4）取制得的CaH2樣品1g（雜質為未反應完的Ca）加入到足量的Na2CO3溶液中，充分反應后，過濾、洗滌、干燥稱得CaCO3質量為2.4g，則該樣品中CaH2的質量分數為____

（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：____。

（6）測量小組利用電子天平，采用如下圖所示方法以反應前后失去的質量來求算CaH2純度，結果純度的測定值偏____。（填“偏低”“偏高”或“不變”)

Answer 1

【答案】吸收水蒸氣 藍 也可能是鈣和水反應生成氫氣 Na2CO3+Ca(OH)2= CaCO3↓+2NaOH 無明顯現象 過一會兒有氣泡產生 84% 等質量的鈣和CaH2與水完全反應， CaH2產生的氫氣多 偏低

【解析】

（1）堿石灰具有吸水性，能夠吸收氣體中的水蒸氣來干燥氣體，防止氣體中的水分躲后面的實驗產生干擾，故填吸收水蒸氣。

（2）CaH2遇水反應生成Ca(OH)2，溶液呈堿性，在溶液中滴入石蕊試液后，堿性溶液使石蕊試液變為藍色，故填藍；

如果鈣沒有完全反應，鈣與水發生也能反應生成Ca(OH)2和H2，生成的氫氧化鈣溶于水得到堿性溶液，也能使石蕊試液變藍，故填也可能是鈣和水反應生成氫氧化鈣和氫氣。

（3）碳酸鈉能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，猜想二不成立，則上述反應不會發生，觀察到的現象是不產生白色沉淀，故填無明顯現象；

猜想三成立，濾液中含有碳酸鈉，加入鹽酸后，鹽酸先與氫氧化鈉反應，無明顯的現象，氫氧化鈉完全反應后，鹽酸再與碳酸鈉與反應生成氯化鈉、水和二氧化碳，觀察到的現象是過一會兒有氣泡產生，故填過一會兒有氣泡產生。

（4）解：2.4g碳酸鈣中鈣元素的質量為2.4g××100%=0.96g

根據質量守恒定律，CaH2樣品中鈣元素的質量為0.96g，則其中氫元素的質量為1g0.96g=0.04g

樣品中CaH2的質量為0.04g÷×100%=0.84g

則該樣品中CaH2的質量分數為×100%=84%，故填84%。

（5）鈣與水反應的化學方程式為：Ca+2H2O=Ca(OH)2+H2↑，氫化鈣與水反應的化學方程式為：CaH2+2H2O= Ca(OH)2+2H2↑，從化學方程式可以看出等質量的鈣和CaH2與水完全反應， CaH2產生的氫氣多，故填等質量的鈣和CaH2與水完全反應， CaH2產生的氫氣多。

（6）圖中的堿石灰會吸收空氣中的水分和二氧化碳，稱得的反應后的質量偏大，計算出的氫氣的質量偏小，進而求出的CaH2的純度也偏小，故填小。