Question

（2009?廣東）某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置（部分固定裝置略）制備氮化鈣（Ca₃N₂），并探究其實(shí)驗(yàn)式．

（1）按圖連接好實(shí)驗(yàn)裝置．檢查裝置的氣密性，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(shuō)明裝置氣密性良好．

．
（2）反應(yīng)過(guò)程中末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中，目的是

防止反應(yīng)過(guò)程中空氣進(jìn)入反應(yīng)管

．
（3）制備氮化鈣的操作步驟是：①打開(kāi)活塞K并通入N₂；②點(diǎn)燃酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)；③反應(yīng)結(jié)束后，

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)量m2/g
14.80	15.08	15.15

①計(jì)算得到實(shí)驗(yàn)式Ca_xN₂，其中x=

14

5

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

O₂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(huì)導(dǎo)致計(jì)算出n（N）偏大，所以

n(Ca)

n(N)

＜

3

2

，即x＜3

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)檢查裝置的氣密性的常用方法；
（2）要保證整個(gè)裝置不能混入其他氣體；
（3）一定要使玻璃管冷卻后再停止通入氣流；
（4）要確定X值必須求出鈣和氮的原子個(gè)數(shù)比根據(jù)題目給的數(shù)據(jù)可做如下計(jì)算
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若通入的N₂中混有少量O₂，則產(chǎn)物中就有可能混有了CaO，而Ca₃N₂中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為81.08%，CaO中鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為71.43%，所以產(chǎn)物中混有了CaO會(huì)導(dǎo)致鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，x的值偏小．

解答：解：（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(shuō)明裝置氣密性良好，
故答案為：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(shuō)明裝置氣密性良好．
（2）防止反應(yīng)過(guò)程中空氣進(jìn)入反應(yīng)管，故答案為：防止反應(yīng)過(guò)程中空氣進(jìn)入反應(yīng)管；
（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，故答案為：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

；故答案為：

14

5

；
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(huì)導(dǎo)致計(jì)算出n（N）偏大，所以

n(Ca)

n(N)

＜

3

2

，即x＜3．故答案為：O₂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(huì)導(dǎo)致計(jì)算出n（N）偏大，所以

n(Ca)

n(N)

＜

3

2

，即x＜3．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作技能和處理問(wèn)題的能力，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行計(jì)算和誤差分析判斷的能力．