题目内容

某实验学校初三兴趣小组利用如下装置(部分固定装置已略去).制备氮化钙,并探究其化学式
(1)反应过程中末端导管必须插入试管A的水中,目的是
防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置与钙反应
防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置与钙反应

(2)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,
停止加热,继续通氮气至装置冷却
停止加热,继续通氮气至装置冷却
;④拆除装置,取出产物.
(3)数据记录如下:
空硬玻璃管质量m0/g 硬玻璃管与钙的质量m1/g 硬玻璃管与产物的质量m2/g
114.8 120.8 122.2
①计算得到化学式(实验式)CaxN2,其中x=
3
3

②若通入的N2中混有少量O2,如上计算得到的x的值
偏小
偏小
 (填写“偏大”、“偏小”、“不变”),判断依据是
因为钙的总量不变,含有氧化钙的氮化钙总质量增大,钙与氮(不纯)元素的质量比减小,其个数比也变小,所以x值会减小
因为钙的总量不变,含有氧化钙的氮化钙总质量增大,钙与氮(不纯)元素的质量比减小,其个数比也变小,所以x值会减小
分析:(1)根据钙能与氧气反应的性质分析;
(2)为防止钙与空气中氧气等发生反应,制备氮化钙时应先通入氮气排出装置内空气,然后点燃酒精灯加热进行反应;待反应结束后,为防止水倒流,在将导管从试管内水中撤出前应继续通入氮气,撤出导管后再熄灭酒精灯;最后拆除装置,取出产物;
(3)由实验数据表中数据m1、m2与m0的差,计算参加反应钠的质量及生成氮化钠的质量,根据反应的化学方程式,由两物质的质量计算氮化钠化学式中x值.
解答:解:(1)导管插入水中,可以防止防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置与钙反应;
(2)为防止试管内的水倒流,反应结束后,需要继续通入氮气,将末端导管从试管A中撤出水面,再熄灭酒精灯;
(3)①参加反应钙的质量=120.8g-114.8g=6g,反应生成氮化钙的质量=122.2g-114.8g=7.4g;
XCa+N2═CaxN2      
40x    40x+28         
6g      7.4g
40x
40x+28
=
6g
7.4g
  解得:X=3
②因为钙的总量不变,含有氧化钙的氮化钙总质量增大,钙与氮(不纯)元素的质量比减小,其个数比也变小,所以x值会减小.若通入的N2中混有少量O2,如上计算得到的x<3.
故答为:(1)防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置与钙反应;(2)停止加热,继续通氮气至装置冷却;
(3)①3;②偏小,因为钙的总量不变,含有氧化钙的氮化钙总质量增大,钙与氮(不纯)元素的质量比减小,其个数比也变小,所以x值会减小.
点评:根据实验装置图,分析实验各装置的作用,理解兴趣小组同学制备氮化钠的实验方法,是解答本问题的基础.
练习册系列答案
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下面的实验报告.
①假设1:这包脱酸素剂可能显碱性;
假设2:这包脱酸素剂可能是较活泼的金属.
请问:以上两种假设是否合理?为什么?
 

②根据假设1,进行实验设计:
实验步骤 实验现象 实验结论
取出这包脱酸剂样品少量放到试管中,加入水并滴入2滴无色酚酞. 脱酸素剂几乎没有溶解,无色酚酞也没有变红色. 原假设1是否成立?

 
③根据假设2,进行实验设计:
实验步骤 实验现象 实验结论
1.另取出这包脱酸素剂样品少量,放到试管中,并加入稀盐酸. 有气泡产生 说明这包脱酸素剂可能是较活泼的金属,也可能是
 
类物质.
2.再取出这包脱酸素剂样品少量,放到试管中,加入稀盐酸.并把
 

 
听到爆鸣声,溶液逐渐变成浅绿色. 说明这包脱酸素剂可能是
 
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指示剂,溶液呈浅红色.将得到的溶液保存在密闭的细口瓶里.
(2)兴趣小组的三位同学用50ml注射器吸取上述稀氨水10mL并密封,然后分别到操场、教室和宿舍三个地点抽气到50mL刻度处,用食指堵住注射器的入口,充分振荡;再将注射器吸入口向上,小心将余气排出.重复上述操作若干次(n),直至注射器内的溶液
 
,说明上述实验过程发生了
 
反应.
(3)完成实验数据处理,并得出结论:
取样地点 取样时间 抽气次数(n) 空气中的CO2的体积分数 结论
操场 2006.3.2/17:00 54 0.030%
 
教室 2006.3.2/17:00 36 0.045%
宿舍 2006.3.2/17:00 45
 
根据上述结论,要保持良好的学习和生活环境,应该注意以常打开门窗,保持通风.

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