Question

(14分)氢化钙(CaH₂)是二种常用的储氢材料，也是登山运动员常用的能源提供剂，需要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气。某研究性学习小组模拟生产企业制取氢化钙。

【实验】

用锌粒和稀硫酸反应制得干燥、纯净的氢气，再与金属钙在加热的条件下直接化合，即可制得CaH₂。

（1）下列有关该实验的说法正确的是                    。

a．其他条件相同时，粗锌制取氢气的速率比纯锌快

b．加热时，必须通入氮气作为保护气，以防止空气的干扰

c．可以用浓硫酸或碱石灰对H₂进行干燥除杂

d．开始实验时，应先通入H₂，后给金属钙加热

e．已停止实验时，应先停止通入H₂，后停止加热。

【提出假设】

（2）由于实验中操作不当，金属钙或氢化钙都可能被氧化。该小组甲同学对反应后的固体产物成分提出如下假设。

假设l：含有Ca 和CaH₂。

假设2：含有CaH₂和CaO。

假设3：含有               。

【设计实验方案，验证假设】

（3）定性实验用化学方法鉴别Ca与CaH₂，请设计实验完成下表中内容。

实验步骤(不要求写具体操作过程)	预期现象和结论
取少量固体样品，…

（4）定量实验  测定Ca 和CaH₂ 混合物中CaH₂ 的质量分数。

①取m₁g样品与水完全反应，利用如图装置测定生成的气体体积时，在     时进行收集（填字母）

a．刚开始有气泡时      b．气泡连续均匀时       c．气体经过验纯后，再收集

②如果装置气密性良好，操作正确，乙同学认为：由于液体加入，导致气体的体积测定偏大，则计算出氢化钙的质量分数         （天“偏高”、“偏低”“无影响”）

【反思与交流】

（5）登山运动员常用氢化钙作为能源提供剂，与氢气相比，其优点是氢化钙是固体，携带方便。既然金属钙与水反应也能生成氢气，为什么还要讲金属钙制备成氢化钙呢？你的观点是        。

Answer

（1）acd （2）CaH2或CaH2、CaO、Ca （3）取少量固体在干燥条件下与氧气反应，将产生的产物通入装有无水硫酸铜的干燥管，观察无水硫酸铜变蓝色 （4）a；偏高

（5）等质量的钙和CaH2，CaH2产生的氢气多

【解析】

试题分析：（1）a、其他条件相同时，粗锌制取氢气时可以形成原电池，可以反应速率，a正确；b、加热时，应先通入氢气排尽装置中空气，氮气在加热的条件下也能与钙反应，b错误；c、氢气与浓硫酸或碱石灰不反应，因此可以用浓硫酸或碱石灰对H2进行干燥除杂，正确；d、始实验时，应先通入H2，排尽装置中的空气，防止钙被氧化，正确；e、已停止实验时，应先停止加热，或停止通入H2，错误，答案选acd。

（2）根据假设1和2可知，假设3应该是含有CaH2或CaH2、CaO、Ca。

（3）冠军化学式可知氢化钙燃烧的产物中含有水，利用无水硫酸铜检验即可。即取少量固体在干燥条件下与氧气反应，将产生的产物通入装有无水硫酸铜的干燥管，观察无水硫酸铜变蓝色，证明是氢化钙，反之是钙。

（4）①测定生成的气体体积时必须从刚开始就收集，因为反应后锥形瓶内会存有氢气，与原来存有的空气抵消，体积才基本保持不变，即答案选a；

②因液体加入引起气体排出，导致气体体积测定变大，则氢化钙质量偏高。

（5）根据方程式Ca＋2H2O＝Ca(OH)2＋H2↑、CaH2＋2H2O＝Ca(OH)2＋2H2↑可知，等质量的钙和氢化钙相比，氢化钙产生的氢气多。

考点：考查氢化钙制备实验方案设计与探究