Question

【題目】氫化鈣（CaH2）固體是一種儲氫材料，是登山運動員常用的能源提供劑，某化學小組的同學在老師的指導下制備氫化鈣。

【查閱資料】

Ⅰ、金屬Ca的部分性質有：

① 常溫或加熱條件下Ca都能與氧氣反應；；

② Ca常溫遇水立即發(fā)生劇烈反應生成氫氧化鈣和氫氣，并放出大量的熱；

③ Ca+H2CaH2（固體）

Ⅱ、固體CaH2的部分性質有：

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

【進行實驗】

該小組同學設計的制取裝置如圖所示（固定裝置略）．

回答下列問題：

（1）寫出Ca常溫遇水發(fā)生反應的化學方程式： 。

（2）B、D中所盛試劑相同，該試劑為 （填名稱）；D中該試劑的作用是 。

（3）實驗時先打開A中活塞，一段時間后，再點燃C中酒精燈，其目的是： 。

【實驗反思】

該小組同學通過反思提出問題：上述制得的CaH2是否純凈？

他們再次設計實驗進行檢驗，實驗步驟如下：

步驟1：檢查裝置氣密性，裝入足量的水和已稱好質量為m g的CaH2 樣品，按圖所示連接儀器（固定裝置略）。

步驟2：將Y形管傾斜，使A中的水全部進入B中，樣品全部反應后，冷卻至室溫，讀取量筒讀數為V mL。

（4）若該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm L/mol，當V= mL時（用m、Vm表示），表明制得的CaH2樣品是純凈的。

Answer 1

【答案】（1）Ca+2H2O＝Ca(OH)2+H2↑（3分）

（2）濃硫酸（2分）；防止空氣中的水蒸汽進入C裝置（2分）

（3）排除裝置內的空氣，防止鈣與氧氣反應，也防止不純的氫氣加熱時發(fā)生爆炸(4分）

（4）（3分）

【解析】

試題分析：（1）Ca常溫遇水立即發(fā)生劇烈反應生成氫氧化鈣和氫氣，發(fā)生反應的化學方程式為Ca + 2H2O＝Ca(OH)2 + H2↑。

（2）因為氫化鈣要密封保存，遇水反應生成氫氧化鈣和氫氣，鈣遇水立即發(fā)生劇烈反應生成氫氧化鈣和氫氣，并放出大量的熱，所以該反應要在干燥的環(huán)境中進行，則B、D裝置中盛的是濃硫酸，目的是干燥氫氣，其中D中濃硫酸的作用是防止空氣中的水蒸汽進入C中。

（3）金屬鈣的性質很活潑，所以實驗時先打開A中活塞，一段時間后，再點燃C中酒精燈的目的是排除裝置內的空氣，防止鈣與氧氣反應，也防止不純的氫氣加熱時發(fā)生爆炸。

（4）根據方程式CaH2 + 2H2O＝Ca(OH)2 + 2H2↑可知1mol氫化鈣生成2mol氫氣，則mg氫化鈣生成的氫氣是，其體積是，所以當V＝mL時，表明制得的CaH2樣品是純凈的。