问题标题:
【军事和气象野外作业常用CaH2做为生氢剂,钙与氢气隔绝空气加热可获得CaH2.现有甲、乙两位同学分别设计了制备纯净CaH2的实验,装置如图1所示(分别以序号Ⅰ、Ⅱ表示.铁架台等夹持固】
问题描述:
军事和气象野外作业常用CaH2做为生氢剂,钙与氢气隔绝空气加热可获得CaH2. 现有甲、乙两位同学分别设计了制备纯净CaH2的实验,装置如图1所示(分别以序号Ⅰ、Ⅱ表示.铁架台等夹持固定仪器已略去).请回答下列问题:
(1)最后实验结果显示,两位同学的实验装置设计都有缺陷.请你两套装罝中选取你认为合理的部分,按从左到右的顺序组装一套制取CaH2的合理装置___(用序号A、B、C…表亦)
(2)根据完整的实验装置进行实验,实验步骤如下,请补全必要的实验步骤;
步骤1:检査装置气密性后,装人药品
步骤2:打开弹簧夹,使盐酸与锌粒接触产生气体1
步骤3___
舟骤4:点燃酒精饤,反应一段时间:
步骤5:___
步骤6:关闭弹簧夹使盐酸与锌粒分离,停止反应,
(3)离子型金属氢化物,如NaH、CaH2,等,易与水反应产牛氢气.试写出CaH2与水反应的化学反应方程式,并用单线桥表示出电子转移的方向和数目:___,结合上述反应,实验结束后,甲同学取少量产物,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,该同学据此推断,上述实验确有CaH2生成.请你分析该同学的判断是否合理?(填“是”或“否”).若不合理解释原因(若判断合理,此问不用两答)___
(4)乙同学利用如图2装置,通过测定一定质量固体和足量水反应生成气体的体积来判断是否有CaH2生成.若固体的质量为m g、实验条件下的气体摩尔体枳为a L/mol、滴人到烧瓶中的水的体积为bL,当V(H2)体积为___ 范围时,可说明有CaH2生成.
纪雯回答:
(1)用锌和稀盐酸制取氢气时,该反应是放热反应,放出的热量使盐酸、水挥发,所以得到的气体中含有氯化氢和水蒸气,为防止HCl和水与Ca反应,则应该先除杂、干燥氢气;加热条件下氢气和Ca反应生成氢化钙,为防止空气中水蒸气和氧气进入硬质试管中,右边连接硬质试管的导气管应该与干燥管相连,为达到实验目的,选取的仪器应该是DBC,故答案为:DBC;
(2)步骤3:在点燃酒精灯之前,应该通入氢气并检验氢气纯度,否则易产生爆炸;
步骤5:停止加热,且要防止氢化钙水解和被氧化,所以要继续通入氢气使固体充分冷却,
故答案为:向装置中通入氢气并在C处收集氢气并检验是否纯净;停止加热,继续通入氢气使固体充分冷却;
(3)氢化钙和水反应生成氢氧化钙和氢气,该反应中H元素化合价由+1价、-1价变为0价,转移电子数是2,其转移电子方向和数目为;Ca和水反应也生成氢气和氢氧化钙,与氢化钙和水反应产物相同,所以不能据此判断含有氢化钙,
故答案为:;否;金属钙和水反应也有相似的实验现象;
(4)根据转移电子守恒知,生成氢气物质的量与钙的物质的量相等,是氢化钙的物质的量2倍,如果只含氢化钙,生成氢气体积=mg42g/mol
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