Question

【题目】氮化锶(Sr3N2)在工业上有广泛的应用，某学习兴趣小组拟设计以下两套实验方案制备氮化锶。已知：锶与氮气在加热条件下反应产生氮化锶，氮化锶遇水剧烈反应产生氢氧化锶和氨气。方案Ⅰ：根据下列装置制备氮化锶。

回答下列问题:

(1)Sr在元素周期表中的位置是____________________

(2)写出A装置中饱和氯化铵溶液和NaNO2溶液反应的化学方程式__________________________

(3)按气流方向，写出装置的连接顺序为___________(装置可重复使用，填字母表示)。

(4)实验时先点燃_____处酒精灯(填“A”或“B”)，一段时间后，点燃另一只酒精灯。

方案Ⅱ：某氮气样品可能含有少量的CO、CO2、O2等气体杂质，某同学设计如下装置制备氮化锶(各装置盛装足量试剂)。已知:醋酸二氨合亚铜CH3COO[Cu(NH3)2]溶液能定量吸收CO，但易被O2氧化，失去吸收CO能力；连苯三酚碱性溶液能定量吸收O2。

(5)试管Ⅲ盛装的试剂是_____________________(写试剂的名称)。

(6)测定产品纯度：取Xg产品,向其中加入适量的水。将产生的气体全部通入到浓硫酸中，浓硫酸增重mg，则产品纯度为______(用代数式表示)。

(7)有同学认为上述方法使测得产品纯度偏高，其原因是___________。

Answer 1

【答案】第五周期 ⅡA NH4Cl+NaNO2=N2+NaCl+2H2O ACBC A 醋酸二氨合亚铜 146m/(17X)×100% 氨气中混有水蒸气

【解析】

(1)锶与金属钙位于同一主族，通过分析钙在周期表的位置，推理出锶在周期表中位置；

(2)饱和氯化铵溶液和NaNO2溶液发生归中反应生成氮气，据此写出化学方程式；

(3)由于氮化锶遇水剧烈反应生成氢氧化锶和氨气，所以需要对氨气进行干燥，同时还需要防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入硬质玻璃管中，据此进行装置的连接；

(4) 体系内有空气，氧气会和锶反应；实验前先排除装置内氧气；

(5)根据实验目的可知，氮气样品先通过试管I氢氧化钠溶液，除去二氧化碳气体，试管II中加入连苯三酚碱性溶液，能定量吸收O2，试管Ⅲ盛装的试剂是醋酸二氨合亚铜溶液，能定量吸收CO，据此进行分析；

(6) 浓硫酸增重mg为吸收的氨气的质量，根据氮原子守恒，可知氮化锶(Sr3N2)的量和质量，进而计算出产品的纯度；

(7)实验过程造成硫酸质量增加的，都会引起m偏大，使测得产品纯度偏高；据此进行分析。

(1)金属钙的核电荷数为20，在周期表中4周期IIA族，Sr元素与钙元素属于同一主族，且锶位于钙的下一周期，所以Sr在元素周期表中的位置是第五周期 、ⅡA族；

综上所述，本题答案是：第五周期 ⅡA。

(2)根据题目信息可知，饱和氯化铵溶液和NaNO2溶液发生归中反应生成氮气，A装置中的化学方程式：NH4Cl+NaNO2=N2+NaCl+2H2O；

综上所述，本题答案是：NH4Cl+NaNO2=N2+NaCl+2H2O。

(3)由于氮化锶遇水剧烈反应生成氢氧化锶和氨气，所以需要对氨气进行干燥，同时还需要防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入硬质玻璃管中，故装置的接口顺序为：ACBC；

综上所述，本题答案是：ACBC。

(4)体系内有空气，氧气会和锶反应；因此实验时先点燃A处酒精灯，反应产生的气体排净装置内的空气，防止锶与氧气反应；

综上所述，本题答案是：A。

(5)根据实验目的可知，氮气样品先通过试管I中的氢氧化钠溶液，除去二氧化碳气体，通过试管II中的连苯三酚碱性溶液，能定量吸收O2，通过试管Ⅲ中的醋酸二氨合亚铜溶液，能定量吸收CO；

综上所述，本题答案是：醋酸二氨合亚铜；

(6) 浓硫酸增重mg为吸收的氨气的质量，根据氮原子守恒，可知氮化锶(Sr3N2)的量为1/2×m/17mol，其质量为292×1/2×m/17g，则产品纯度为[292×1/2×m/17]/ X×100%=146m/(17X)×100% ；

综上所述，本题答案是：146m/(17X)×100% 。

(7)如果氨气中混有水蒸气，造成浓硫酸质量增加的较多，造成m偏大，使测得产品纯度偏高；

综上所述，本题答案是：氨气中混有水蒸气；