Question

【题目】某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙（CaxN2）并探究其实验式。

（1）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是_____________。

（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是________________。

（3）制备氮化钙的操作步骤是:①打开活塞K并通入N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，__________；④拆除装置，取出产物。

（4）数据记录如下:

空瓷舟质量 m0/g	瓷舟与钙的质量 m1/g	瓷舟与产物的质景 m2/g
14．80	15.08	15．15

① 计算得到实验式CaxN2，其中x=______________。

② 若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据:________________。

Answer 1

【答案】（1）关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热；冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好（2分）

（2）防止反应过程中空气进入反应管；便于观察N2的流速（2分）

（3）熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入N2，并关闭活塞K(2分)

（4）①2.80（2分）②O2和N2分别与等量的Ca反应，生成CaO的质量高于Ca3N2。若通入的N2中混有少量的O2，会导致计算出n(N)偏大，所以n(Ca)/n(N)<3/2，即x<3（2分）

【解析】

试题分析：（1）根据装置特点可知检验气密性的方法是：关闭活塞K，微热反应管，试管A中有气泡冒出，停止加热。冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变，则说明装置气密性良好；

（2）为了便于观察N2的流速，同时防止反应过程中空气进入反应管，反应过程中末端导管必须插入试管A的水中；

（3）反应结束后要先熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通入N2，并关闭活塞K；

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

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

②由于O2和N2分别与等量的Ca反应，生成CaO的质量高于Ca3N2，因此若通入的N2中混有少量的O2，会导致计算出n（N）偏大，所以n(Ca)/n(N)＜3/2，即x＜3.