Question

某實驗學(xué)校初三興趣小組利用如下裝置（部分固定裝置已略去）．制備氮化鈣，并探究其化學(xué)式
（1）反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中，目的是

防止空氣中的氧氣通過末端導(dǎo)管進入實驗裝置與鈣反應(yīng)

．
（2）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，進行反應(yīng)；③反應(yīng)結(jié)束后，

停止加熱，繼續(xù)通氮氣至裝置冷卻

；④拆除裝置，取出產(chǎn)物．
（3）數(shù)據(jù)記錄如下：

空硬玻璃管質(zhì)量m0/g	硬玻璃管與鈣的質(zhì)量m1/g	硬玻璃管與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g
114.8	120.8	122.2

①計算得到化學(xué)式（實驗式）CaxN₂，其中x=

3

．
②若通入的N₂中混有少量O₂，如上計算得到的x的值

偏小

 （填寫“偏大”、“偏小”、“不變”），判斷依據(jù)是

因為鈣的總量不變，含有氧化鈣的氮化鈣總質(zhì)量增大，鈣與氮（不純）元素的質(zhì)量比減小，其個數(shù)比也變小，所以x值會減小

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)鈣能與氧氣反應(yīng)的性質(zhì)分析；
（2）為防止鈣與空氣中氧氣等發(fā)生反應(yīng)，制備氮化鈣時應(yīng)先通入氮氣排出裝置內(nèi)空氣，然后點燃酒精燈加熱進行反應(yīng)；待反應(yīng)結(jié)束后，為防止水倒流，在將導(dǎo)管從試管內(nèi)水中撤出前應(yīng)繼續(xù)通入氮氣，撤出導(dǎo)管后再熄滅酒精燈；最后拆除裝置，取出產(chǎn)物；
（3）由實驗數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)m₁、m₂與m₀的差，計算參加反應(yīng)鈉的質(zhì)量及生成氮化鈉的質(zhì)量，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由兩物質(zhì)的質(zhì)量計算氮化鈉化學(xué)式中x值．

解答：解：（1）導(dǎo)管插入水中，可以防止防止空氣中的氧氣通過末端導(dǎo)管進入實驗裝置與鈣反應(yīng)；
（2）為防止試管內(nèi)的水倒流，反應(yīng)結(jié)束后，需要繼續(xù)通入氮氣，將末端導(dǎo)管從試管A中撤出水面，再熄滅酒精燈；
（3）①參加反應(yīng)鈣的質(zhì)量=120.8g-114.8g=6g，反應(yīng)生成氮化鈣的質(zhì)量=122.2g-114.8g=7.4g；
XCa+N₂═Ca_xN₂      
40x    40x+28         
6g      7.4g

40x

40x+28

=

6g

7.4g

  解得：X=3
②因為鈣的總量不變，含有氧化鈣的氮化鈣總質(zhì)量增大，鈣與氮（不純）元素的質(zhì)量比減小，其個數(shù)比也變小，所以x值會減小．若通入的N₂中混有少量O₂，如上計算得到的x＜3．
故答為：（1）防止空氣中的氧氣通過末端導(dǎo)管進入實驗裝置與鈣反應(yīng)；（2）停止加熱，繼續(xù)通氮氣至裝置冷卻；
（3）①3；②偏小，因為鈣的總量不變，含有氧化鈣的氮化鈣總質(zhì)量增大，鈣與氮（不純）元素的質(zhì)量比減小，其個數(shù)比也變小，所以x值會減小．

點評：根據(jù)實驗裝置圖，分析實驗各裝置的作用，理解興趣小組同學(xué)制備氮化鈉的實驗方法，是解答本問題的基礎(chǔ)．