Question

鈣是一種非�；顫姷慕饘�，易與氧氣、水等發(fā)生反應，加熱時能與氮氣化合．某實驗小組利用如下裝置（部分固定裝置略）制備氮化鈣，并探究其實驗式．

（1）反應過程中末端導管必須始終插入試管A的水中，目的是：

 

；

 

；
（2）制備氮化鈣的操作步驟：在檢查裝置氣密性后，①

 

；②點燃酒精燈，進行反應；③反應結(jié)束后，先熄滅酒精燈，繼續(xù)通氮氣至玻璃管冷卻到室溫后再關閉活塞K；④拆除裝置，取出產(chǎn)物．
（3）步驟①一段時間后再點燃酒精燈，其目的是

 

；
第③步停止加熱后若不繼續(xù)通氣至室溫，可能的后果是

 

；
（4）數(shù)據(jù)記錄如下：

空玻璃管質(zhì)量m0/g	玻璃管與鈣的質(zhì)量m1/g	玻璃管與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g
14.80	15.08	15.15

計算得到實驗式Ca_xN₂，其中x=

 

．

Answer 1

分析：（1）反應產(chǎn)生的尾氣氮氣不與水反應也不溶于水，把導管插入水中可以防止空氣從導管進入裝置而造成氧氣與鈣發(fā)生反應；
（2）為防止鈣與空氣中氧氣等發(fā)生反應，制備氮化鈣時應先通入氮氣排出裝置內(nèi)空氣，然后點燃酒精燈加熱進行反應；待反應結(jié)束后，為防止水倒流，在將導管從試管內(nèi)水中撤出前應繼續(xù)通入氮氣，撤出導管后再熄滅酒精燈；最后拆除裝置，取出產(chǎn)物；
（4）由實驗數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)，計算參加反應鈣的質(zhì)量及生成氮化鈣的質(zhì)量，根據(jù)反應的化學方程式，由兩物質(zhì)的質(zhì)量計算氮化鈣化學式中x值．

解答：解：（1）導管插入水中，可以防止空氣從導管進入裝置而與鈣發(fā)生反應，所以，反應過程中末端導管必須插入試管的水中目的是：液封，防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置；同時便于觀察氮氣流速．
（2）檢驗完氣密性之后先打開活塞K通入氮氣，排凈裝置內(nèi)的空氣，然后再點燃酒精燈，防止加熱時空氣的氧氣與鈣發(fā)生反應，造成誤差；
（3）步驟①一段時間后再點燃酒精燈，其目的是排凈裝置中的空氣；為防止試管內(nèi)的水倒流，反應結(jié)束后，需要繼續(xù)通入氮氣，將末端導管從試管A中撤出水面，再熄滅酒精燈；
（4）參加反應鈣的質(zhì)量=15.08g-14.80g=0.28g，參加反應的氮元素 的質(zhì)量為：15.15g-15.08g=0.07g
xCa+N₂ ═CaxN₂
40x     28
0.28g   0.07g

40x

0.28g

=

28

0.07g

 
x=2.8
故答案為：（1）便于觀察氮氣流速；防止空氣進入反應管；
（2）打開活塞K通入氮氣；
（3）排盡裝置內(nèi)空氣；產(chǎn)生倒吸；
（4）2.8．

點評：根據(jù)實驗裝置圖，分析實驗各裝置的作用，理解興趣小組同學制備氮化鈣的實驗方法，是解答本問題的基礎．