Question

氢化钙（CaH₂）固体是一种储氢材料，是登山运动员常用的能源提供剂，某化学小组的同学在老师的指导下制备氢化钙。

【查阅资料】

Ⅰ、金属Ca的部分性质有：

① 常温或加热条件下Ca都能与氧气反应；；

② Ca常温遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气，并放出大量的热；

③ Ca+H₂CaH₂（固体）

Ⅱ、固体CaH₂的部分性质有：

①常温：CaH₂+2H₂O＝Ca(OH)₂+2H₂↑；②CaH₂要密封保存。

【进行实验】

该小组同学设计的制取装置如图所示（固定装置略）．

回答下列问题：

（1）写出Ca常温遇水发生反应的化学方程式：                     。

（2）B、D中所盛试剂相同，该试剂为               （填名称）；D中该试剂的作用是                      。

（3）实验时先打开A中活塞，一段时间后，再点燃C中酒精灯，其目的是：                 。

【实验反思】

该小组同学通过反思提出问题：上述制得的CaH₂是否纯净？

他们再次设计实验进行检验，实验步骤如下：

步骤1：检查装置气密性，装入足量的水和已称好质量为m g的CaH₂ 样品，按图所示连接仪器（固定装置略）。

步骤2：将Y形管倾斜，使A中的水全部进入B中，样品全部反应后，冷却至室温，读取量筒读数为V mL。

（4）若该实验条件下的气体摩尔体积为V_m L/mol，当V=              mL时（用m、V_m表示），表明制得的CaH₂样品是纯净的。

Answer

（1）Ca+2H2O＝Ca(OH)2+H2↑（3分）

（2）浓硫酸（2分）；防止空气中的水蒸汽进入C装置（2分）

（3）排除装置内的空气，防止钙与氧气反应，也防止不纯的氢气加热时发生爆炸(4分）

（4）（3分）

【解析】

试题分析：（1）Ca常温遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气，发生反应的化学方程式为Ca + 2H2O＝Ca(OH)2 + H2↑。

（2）因为氢化钙要密封保存，遇水反应生成氢氧化钙和氢气，钙遇水立即发生剧烈反应生成氢氧化钙和氢气，并放出大量的热，所以该反应要在干燥的环境中进行，则B、D装置中盛的是浓硫酸，目的是干燥氢气，其中D中浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸汽进入C中。

（3）金属钙的性质很活泼，所以实验时先打开A中活塞，一段时间后，再点燃C中酒精灯的目的是排除装置内的空气，防止钙与氧气反应，也防止不纯的氢气加热时发生爆炸。

（4）根据方程式CaH2 + 2H2O＝Ca(OH)2 + 2H2↑可知1mol氢化钙生成2mol氢气，则mg氢化钙生成的氢气是，其体积是，所以当V＝mL时，表明制得的CaH2样品是纯净的。

考点：考查物质制备实验方案设计