Question

【題目】某實驗小組利用如下裝置（部分固定裝置略）制備氮化鈣（CaxN2）并探究其實驗式。

（1）按圖連接好實驗裝置。檢查裝置的氣密性，方法是_____________。

（2）反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中，目的是________________。

（3）制備氮化鈣的操作步驟是:①打開活塞K并通入N2；②點燃酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)；③反應(yīng)結(jié)束后，__________；④拆除裝置，取出產(chǎn)物。

（4）數(shù)據(jù)記錄如下:

空瓷舟質(zhì)量 m0/g	瓷舟與鈣的質(zhì)量 m1/g	瓷舟與產(chǎn)物的質(zhì)景 m2/g
14．80	15.08	15．15

① 計算得到實驗式CaxN2，其中x=______________。

② 若通入的N2中混有少量O2，請比較x與3的大小，并給出判斷依據(jù):________________。

Answer 1

【答案】（1）關(guān)閉活塞K，微熱反應(yīng)管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱；冷卻后若末端導(dǎo)管中水柱上升且高度保持不變，則說明裝置氣密性良好（2分）

（2）防止反應(yīng)過程中空氣進(jìn)入反應(yīng)管；便于觀察N2的流速（2分）

（3）熄滅酒精燈，待反應(yīng)管冷卻至室溫，停止通入N2，并關(guān)閉活塞K(2分)

（4）①2.80（2分）②O2和N2分別與等量的Ca反應(yīng)，生成CaO的質(zhì)量高于Ca3N2。若通入的N2中混有少量的O2，會導(dǎo)致計算出n(N)偏大，所以n(Ca)/n(N)<3/2，即x<3（2分）

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)裝置特點可知檢驗氣密性的方法是：關(guān)閉活塞K，微熱反應(yīng)管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱。冷卻后若末端導(dǎo)管中水柱上升且高度保持不變，則說明裝置氣密性良好；

（2）為了便于觀察N2的流速，同時防止反應(yīng)過程中空氣進(jìn)入反應(yīng)管，反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中；

（3）反應(yīng)結(jié)束后要先熄滅酒精燈，待反應(yīng)管冷卻至室溫，停止通入N2，并關(guān)閉活塞K；

（4）①m（Ca）=（15.08-14.80）g=0.28g，m（N）=（15.15-15.08）g=0.07g，

則n（Ca）：n（N）=0.28/40：0.07/14=7：5，則x=14/5=2.8；

②由于O2和N2分別與等量的Ca反應(yīng)，生成CaO的質(zhì)量高于Ca3N2，因此若通入的N2中混有少量的O2，會導(dǎo)致計算出n（N）偏大，所以n(Ca)/n(N)＜3/2，即x＜3.