Question

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

（1）按圖連接好實驗裝置．檢查裝置的氣密性，方法是

關閉活塞K，微熱反應管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱．冷卻后若末端導管中水柱上升且高度保持不變，則說明裝置氣密性良好．

．
（2）反應過程中末端導管必須插入試管A的水中，目的是

防止反應過程中空氣進入反應管

．
（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，進行反應；③反應結束后，

熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入N₂，并關閉活塞K；

；④拆除裝置，取出產物．
（4）數據記錄如下：

空瓷舟質量m0/g	瓷舟與鈣的質量m1/g	瓷舟與產物的質量m2/g
14.80	15.08	15.15

①計算得到實驗式Ca_xN₂，其中x=

14

5

．
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：

O₂和N₂分別與等量的Ca反應，生成CaO的質量高于Ca₃N₂．若通入的N₂中混有少量的O₂，會導致計算出n（N）偏大，所以

n(Ca)

n(N)

＜

3

2

，即x＜3

．

Answer 1

分析：（1）根據檢查裝置的氣密性的常用方法；
（2）要保證整個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數比根據題目給的數據可做如下計算
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，則產物中就有可能混有了CaO，而Ca₃N₂中鈣的質量分數為81.08%，CaO中鈣的質量分數為71.43%，所以產物中混有了CaO會導致鈣的質量分數減小，x的值偏小．

解答：解：（1）關閉活塞K，微熱反應管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱．冷卻后若末端導管中水柱上升且高度保持不變，則說明裝置氣密性良好，
故答案為：關閉活塞K，微熱反應管，試管A中有氣泡冒出，停止加熱．冷卻后若末端導管中水柱上升且高度保持不變，則說明裝置氣密性良好．
（2）防止反應過程中空氣進入反應管，故答案為：防止反應過程中空氣進入反應管；
（3）熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入N₂，并關閉活塞K，故答案為：熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通入N₂，并關閉活塞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，生成CaO的質量高于Ca₃N₂．若通入的N₂中混有少量的O₂，會導致計算出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，生成CaO的質量高于Ca₃N₂．若通入的N₂中混有少量的O₂，會導致計算出n（N）偏大，所以

n(Ca)

n(N)

＜

3

2

，即x＜3．

點評：本題主要考查學生化學實驗基本操作技能和處理問題的能力，以及對實驗結果進行計算和誤差分析判斷的能力．