(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 。
某化学研究性学习小组拟对一种焰火原料(由两种短周期的常见金属单质组成的合金粉末)进行探究。请完成下列探究报告。
【探究目的】探究该焰火原料的组成
【资料检索】①Mg2+检验方法:取2滴待检液,加入2滴2mol·L-1NaOH溶液,再加入1滴镁试剂(Ⅰ)染料(对硝基苯偶氮苯二酚)。若出现沉淀并吸附镁试剂(Ⅰ)染料呈天蓝色,表示待检液中含有Mg2+。Ag+、Cu2+、Fe3+、NH4+会妨碍Mg2+检出
②Mg(OH)2可溶于浓的氯化铵溶液,其他的常见不溶碱难溶于氯化铵
③很多合金是金属互化物,有确定的化学组成
【探究思路】①确定焰火原料所含金属种类;②测定焰火原料的化学式
【实验探究】
(1)甲同学进行了初步试验,实验步骤和实验现象如下。请填写下表。
试验序号 |
实验步骤 |
实 验 现象 |
结论 |
① |
取少量该焰火原料加入冷水 |
无明显现象 |
________________ |
② |
取少量该焰火原料加入稀盐酸 |
完全溶解,有大量气体 |
_________________ |
(2)乙同学取甲第②组实验的溶液,加入镁试剂(Ⅰ)染料,得出合金中不含镁。
乙的结论________________(选填“正确”或“错误”)。判断理由为
(3)丙同学设计实验方案,确定焰火原料中的金属种类,实验记录如下。
由丙的实验记录可知,该焰火原料是由_______和_________两种金属组成的合金;实验中滤液加入足量
氢氧化钠溶液后需煮沸,煮沸的理由是______________________________。
(4)丁同学利用丙同学的结论,设计如下图所示的实验步骤,确定合金组成。
问题讨论:
①能确定合金组成的数据组有______________(填写选项字母);
A.m、n B.m、yC.n、y
②若合金中相对原子质量较小的金属的物质的量分数为x,金属总物质的量为7mol,试在下图中作出y随x变化的曲线;
③当y=8.5mol时,该合金是一种金属互化物,其化学式为________________
海水中蕴藏着丰富的资源。海水综合利用的流程图如下。
(1)用NaCl做原料可以得到多种产品。
① 工业上由NaCl制备金属钠的化学方程式是_______________________________。
②电解氯化钠稀溶液可制备“84消毒液”,通电时氯气被溶液完全吸收,若所得消毒液仅含一种溶质,写出相应的化学方程式:____________________________。
(2)分离出粗盐后的卤水中蕴含着丰富的镁资源,经过下列途径可获得金属镁:
卤水Mg(OH)2
MgCl2溶液→MgCl2·6H2O→MgCl2
Mg
其中,由MgCl2·6H2O制取无水MgCl2的部分装置(铁架台、酒精灯已略)如下:
①上图中,装置a由、、双孔塞和导管组成。
②循环物质甲的名称是。
③制取无水氯化镁必须在氯化氢存在的条件下进行,原因是。
④装置b中填充的物质可能是。
某同学欲在实验室中完成Fe与水蒸气反应的实验,装置如图甲、乙两种。
已知:B中放入的是铁与石棉绒的混合物,C中放的是干燥剂,E为酒精喷灯,G为带有铁丝网罩的酒
精灯。对比两装置,回答下列问题:
(1)如何检查乙装置的气密性:。
(2)乙装置中湿沙子的作用是:。
(3)B处发生反应的化学方程式:。
(4)称取mg铁粉与适量石棉绒混合,然后加热至无气体放出。若收集的气体体积换算为标准状况为VL,铁粉的转化率为(列出计算式即可,不必化简)。
(5)为了证明反应后的固体混合物中含有+3价的Fe,该同学取出少量混合物于试管中,加入一定量的盐酸使固体混合物溶解,过滤,立即向滤液中滴加KSCN溶液,结果观察到溶液的颜色没变化。经过思考,该同学认为此现象不能说明反应后的固体混合物中不含有+3价Fe。他的理由是: _。
Ⅰ.(1)某化学兴趣小组欲从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a。
(2)将装置C中两种液体分离开的操作名称是。装置D的作用是。
Ⅱ.过氧化钙可以用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。工业上生产过氧化钙的主要流程如下:
已知CaO2·8H2O呈白色,微溶于水。I2+2S2O32-= 2I-+S4O62-
(1)用上述方法制取CaO2·8H2O的化学方程式是;
(2)检验“水洗”是否合格的方法是;
(3)测定产品中CaO2的含量的实验步骤是:
第一步:准确称取a g产品于锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol/L的H2SO4溶液,充分反应。
第二步:向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。
第三步:逐滴加入浓度为c mol·L—1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL。
①判断此滴定实验达到终点的方法是:。
②CaO2的质量分数为(用字母表示);
③某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能 (填“不受影响”、“偏低”或“偏高”)。
某小组设计如图装置(部分夹持装置已略去),以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到固体物质的成分。
(1)试剂X的化学式。A中制取Cl2的离子方程式。
(2)试剂Y的名称为。
(3)通入一定量潮湿的Cl2反应后,经检测,D中只有Cl2O一种气体,C中只含一种氯盐外,同时含有NaHCO3等,某同学对C中所得固体残渣的成分进行探究。
①提出合理假设。
假设1:存在两种成分:NaHCO3和;
假设2:存在三种成分:NaHCO3和。
②设计方案,进行实验。写出实验步骤以及预期现象和结论。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。
实验步骤 |
预期现象和结论 |
![]() |
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步骤2:向A试管中滴加BaCl2溶液 |
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步骤3: |
(4)已知,Cl2O与水反应生成次氯酸,则D中Cl2O进入E反应的化学方程式为:
。