Question

氢化钙固体是登山运动员常用的能源提供剂。某兴趣小组拟选用如下装置制备氢化钙。（提示：氢化钙通常用氢气与钙加热制得，金属钙的化学性质很活泼，容易与氧气、水反应。）

请回答下列问题：

（1）氢化钙属于离子化合物，其阴离子符号为_____。

（2）请选择必要的装置，按气流方向连接顺序为_____→a（填仪器接口的字母编号）。

（3）根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞；_____（请按正确的顺序填入下列步骤的标号）。

A 加热反应一段时间

B 收集气体并检验其纯度

C 关闭分液漏斗活塞

D 停止加热，充分冷却

（4）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入水中，观察到有气泡冒出，溶液中加入酚酞后显红色。该同学据此判断，上述实验确有CaH₂生成。

①写出CaH₂与水反应的化学方程式_____；

②该同学的判断不准确，原因是_____。

（5）通过上述方法制得的氢化钙样品中常混有未完全反应的钙（其余可能的杂质忽略不计）。样品纯度的测定步骤如下：

 

①检查装置气密性，装入药品，按图（固定装置省略）所示连接仪器。

②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平。读取液面所在的刻度数据为10.0mL。

③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合。

④反应结束，冷却至室温，再次读取液面所在刻度数据为110.0mL。

回答下列问题：

（5）如何判断样品与水完全反应：_____。

（6）反应生成氢气的体积为_____mL。

（7）已知该实验条件下，氢气的密度为0.09mg/mL。样品中氢化钙的纯度为_____。（结果精确到0.1%）

Answer

H- i→e→f→d→c→j→k BADC 金属钙与水反应也有类似现象 气泡不再产生（合理答案均可） 100.0 88.4%

【解析】

（1）氢化钙属于离子化合物，其阴离子符号为氢离子，离子表示方法：在该离子元素符号的右上角标上该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负号在后，带一个电荷时，1通常省略，表示为：H-；

（2）氢化钙通常用氢气与钙加热制得，首先应先制取氢气，锌粒与稀盐酸反应制取氢气，盐酸具有挥发性，氢气中可能混有氯化氢气体，因此可用氢氧化钠除去氯化氢，不能用碳酸氢钠除去氯化氢，因为碳酸氢钠与稀盐酸反应生成二氧化碳，引入了新的杂质，洗气应“长进短出”，故i→e，然后用浓硫酸干燥气体，洗气“长进短出”，故f→d，然后c→j，k→a，故填：i→e→f→d→c→j→k；

（3）实验步骤：首先检查装置气密性，然后装入药品；打开分液漏斗活塞，使锌与盐酸反应制取氢气，收集氢气并检验其纯度，因为氢气具有可燃性，混有一定量的空气容易发生爆炸，然后加热使反应进行，反应完成后，先停止加热，充分冷却，因为钙的化学性质比较活泼，容易与氧气反应，因此，应先停止加热，继续通氢气，待充分冷却后，关闭分液漏斗活塞，故正确的顺序是：BADC；

（4）①CaH2与水反应生成气体和能使酚酞变红的物质，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含Ca、O、H，故生成了氢氧化钙和氢气，该反应的化学方程式为：；

②钙能与水反应生成氢氧化钙和氢气，也有气泡产生，也能使无色酚酞试液变红，故该同学判断不准确，故填：金属钙与水反应也有类似现象；

（5）因为氢化钙与水反应生成气体，因此可观察，气泡不再产生，或是量气管中液面不再变化，说明已经完全反应；

（6）反应生成氢气的体积为：110mL-10mL=100mL；

（7）生成氢气的质量为：100mL×0.09mg/mL=9mg；

设样品中氢化钙的质量为x，氢化钙与水反应生成氢气的质量为y，则钙的质量为：100mg-x，钙与水反应生成氢气的质量为：9mg-y

y=

y=

则x≈88.4mg

故样品中氢化钙的纯度为： 。