氢化锂（LiH）为玻璃状无色透明固体，军事上用作氢气发生来源．它在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧．某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体．甲同学是实验发案如下

Question

氢化锂（LiH）为玻璃状无色透明固体，军事上用作氢气发生来源．它在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧．某活动小组准备使用下列装置制备LiH固体．
甲同学是实验发案如下：
（1）按所需仪器的组装连接：上述仪器装置接口的连接顺序为___，其中装置B的作用是___．
（2）添加药品：用镊子从试剂瓶中取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，改操作的目的是___，然后快速把锂放到石英管中．加热一段时间后停止加热，继续通氢气冷却，然后取出LiH，装入氮封的瓶里，保存于暗处．
（3）乙同学对甲的使用方案提出质疑，它认为未反应的H₂不能直接排放，所以在最后理解了装置E用来收集H₂，请将图E装置补充完整．
【产品的定量测定】
通过所示方法制得的氢化锂样品中常混有未完全反应的锂（其余可能的杂质忽略不计）．样品纯度的测定①步骤如下）：
①检查装置气密性，装入药品，按图F（固定装置省略）所示连接仪器
②调整水准管高度，使量气装置两边的液面保持同一水平．读取量气管液面所在的刻度数据为10.0mL．
③将Y形管慢慢倾斜，直到A端的水全部与B端的样品混合．
④反应结束，冷却至室温，再次读取量气管液面所在刻度数据为254.4mL．
回答下列问题：
（4）如何判断样品与水完全反应：___．
（5）反应生成氢气的体积为___mL．
（6）已知该条件下，氢气的密度为0.09mg/ml．求样品中氢化锂的纯度．

Answer 1

（1）制备LiH固体需要制备氢气和锂发生反应，LiH在干燥的空气中能稳定存在，遇水或酸能够引起燃烧，所以制备得到的氢气必须干燥纯净，利用A装置制备氢气，用这种B中的碱石灰除去氢气中的氯化氢和水蒸气，通入装置D中加热和锂反应生成氢化锂，最后连接装置C防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置D和生成的氢化锂发生反应，装置连接顺序为：e接a，b接f，g接d，装置B中碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，氧化钙与水可反应，氢氧化钠可作干燥剂，且与盐酸能反应，所以该装置的作用是吸收水蒸气和部分氯化氢气体，
故答案为：e接a，b接f，g接d；除去氢气中的水和氯化氢；
（2）取出一定量金属锂（固体石蜡密封），然后在甲苯中浸洗数次，利用石蜡是有机物易溶解于有机溶剂甲苯中，操作的目的是除去锂表面的石蜡，
故答案为：除去锂表面的石蜡；
（3）装置E用来收集H₂，利用的是在烧瓶中收集氢气，所以根据排水量气法设计装置，导气管短进长出，装置图为，
故答案为：；
（4）由于氢化钙与水反应生成氢气，所以判断样品与水是否完全反应，可以观察气泡不再产生或右边的量气管中液面，若不再变化，则已完全反应；
故答案为：气泡不再产生或右边的量气管中液面，若不再变化；
（5）氢气的体积等于反应前后液面差=254.4mL-10.0mL=244.4mL，故答案为：244.4；
（6）反应生成氢气质量=244.4ml×0.09mg/ml=21.996mg，氢化锂样品中常混有未完全反应的锂，
设LiH的质量为X，生成氢气质量为Y，则锂的质量=100mg-X，锂与水反应生成氢气质量为21.996mg-Y
LiH+H₂O=H₂↑+LiOH
8        2
X        Y
X=4Y
2Li+2H₂O=2LiOH+H₂↑
14               2
100mg-X          21.996mg-Y
2（100mg-X）=14（21.996mg-Y）
解得X=71.96mg
Y=17.99mg
样品中氢化锂的纯度=(71.96mg)/(100mg)×100%=71.96%，
答：样品中氢化锂的纯度为71.96%．