Question

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。鈣在加熱時能與氮氣、氫氣反應。氫化鈣遇水立即反應生成氫氧化鈣和氫氣。氫化鈣通常用氫氣與金屬鈣加熱制取，下圖是模擬制取裝置。

（1）下列關于氫化鈣的敘述正確的是         (選填序號)。

a．氫化鈣中陰離子的半徑小于Li⁺的半徑

b．氫化鈣的式量小于溴化氫，因此前者的熔點小于后者

c．氫化鈣也能與鹽酸反應生成氫氣

d．氫氣常用作還原劑，只具有還原性

（2）上圖A裝置中制備氫氣所用的酸溶液最好選用     (選填序號)。

a．稀鹽酸     b．稀硫酸      c．稀硝酸     d．均可以

（3）裝置D中豎直導管的作用是                                    。

（4）為了確認進入裝置C的氫氣已經干燥，可在B、C之間再接一裝置，該裝置中加入的試劑是           。加熱C裝置前要對H₂驗純，驗純的操作是                       。

（5）甲同學認為只要裝置合理、操作規范就可以排除生成          (選填序號)。

a．Ca₃N₂        b．CaO     c．Ca(OH)₂

（6）乙同學用下圖裝置測定制得的氫化鈣的純度。他稱取48g樣品，與足量的水反應，恒溫時，注射器量出產生的氣體為48.16 L(已換算為標準狀況)。假設鈣只與氫氣發生了反應，請根據乙同學的實驗數據計算氫化鈣的純度(寫出計算過程)                                       。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）c

（2）b 

（3）平衡壓強，防止后面導管堵塞

（4）無水硫酸銅(或其他合理答案)；收集一試管氣體，將管口靠近酒精燈火焰，若聽到“噗噗”的聲音

（5）a、b、c。

（6）或0.875

【解析】

試題分析：（1）a中，氫化鈣中H^-和Li⁺的電子構型相同，Li的核電荷數大，半徑小，a說法不正確；b項，氫化鈣是離子晶體，溴化氫是分子晶體，因此前者的熔點大于后者，不正確；d項，氫氣與Ca反應，作氧化劑，d不正確。

（2）制備H₂時，使用稀鹽酸，氣體帶HCl氣體，也能與Ca反應；使用稀硝酸，氣體為氮化物，不會產生H₂，所以不行。

（3）洗氣瓶中插入液體內部的導管與空氣聯通，有平衡壓強，防止后面導管堵塞(豎直導管意義不大)。

（4）檢驗水蒸氣，一般使用無水硫酸銅(若用水蒸氣未除去，則變藍色)；用排水法收集一試管氣體，將管口靠近酒精燈火焰，若聽到“噗噗”的聲音

（5）開始通入H₂，可以排除裝置中的空氣，沒有N₂、O₂和水蒸氣，不會產生Ca₃N₂、CaO、Ca(OH)₂等雜質。

（6）42g·mol^-1 n(CaH₂)+40 g·mol^-1n(Ca)=48

  2n(CaH₂)+n(Ca)=      解得，n(CaH₂)=1mol  

則氫化鈣的純度：=87.5%或0.875。

考點：物質制備實驗設計和評價。