题目

题型：不详难度：来源：

（5分）某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙(Ca₃N₂)，并探究其实验式。

（1）按图连接好实验装置，检查装置的气密性的方法是　　　　　　　　　　　　。
（2）反应过程中末端导管必须始终插入试管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：

直玻管质量m0/g	直玻管与钙的质量m1/g	直玻管与产物的质量m2/g
14.80	15.08	15.15

①计算得到实验式Ca_xN₂，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：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案

（5分）
（1）关闭活塞K，加热直玻管，若导管口处产生气泡，停止加热后，导管中形成一段液柱，则气密性良好。
（2）防止反应过程中空气进入反应管，便于观察N₂流速
（3）熄灭酒精灯，待反应管冷却至室温，停止通N₂，并关闭活塞K
（4）①2.80
②x＜3　　　O₂和N₂与等质量的Ca反应，生成CaO质量高于Ca₃N₂，导致计算出的n(N)偏大

解析

由于金属钙为特别活泼的金属，故在制取Ca₃N₂的过程中，必须保证系统中无其它杂质气体，保证气密性良好：实验前先通入氮气，再加热，实验结束时，先停止加热、冷却后再停止通氮气
（2）防止空气从装置右端进入装置内，并且通过观察气泡来控制气体流速
（4）①由所给数据可知钙的质量为：15.08-14.80=0.28g，氮元素的质量为：15.15-15.08=0.07g，则两元素的原子个数比为：，故x=0.28
②O₂和N₂与等质量的Ca反应，生成CaO质量高于Ca₃N₂，导致计算出的n(N)偏大，故x<3(或采用极值法来考虑：当气体全部为氧气时，得到的物质为CaO（即Ca₂O₂），而全部为氮气时得到的为Ca₃N₂，故通入的N₂中混有少量O₂时，所得物质的分子式中x<3)