Question

2．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）若装置不用U型管，实验也能顺利进行，原因是：实验过程持续通入N₂，不会引起A中水倒吸
（2）反应过程中末端导管必须终插入试管A的水中，目的是①便于观察N₂的流速，
②防止反应过程中空气进入反应管
（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，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拆除装置，取出产物．
（4）数据记录如下：
①空瓷舟质量m_0/g；       
②瓷舟与钙的质量m_1/g；
③瓷舟与产物的质量m_2/g
①计算得到实验式Ca_xN₂，其中x=$\frac{7（m1-m0）}{10（m2-m1）}$（用m₀、m₁、m₂表示）
②若通入的N₂中混有少量O₂，理论值比实际测得x值偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）装置中的U型管主要是防止倒吸，而实验中是持续能入氮气的，据此答题；
（2）要保证整个装置不能混入其他气体；
（3）一定要使玻璃管冷却后再停止通入气流；
（4）①要确定x值必须求出钙和氮的原子个数比根据题目给的数据可做如下计算，m（Ca）=（m₁-m₀）g，m（N）=（m₂-m₁）g，则n（Ca）：n（N）=$\frac{{m}_{1-}m{\;}_{0}}{40}$：$\frac{m{\;}_{2}-{m}_{1}}{14}$，据此求得x；
②若通入的N₂中混有少量O₂，则产物中就有可能混有了CaO，从而导致氮的质量偏小，据此分析；

解答 解：（1）装置中的U型管主要是防止倒吸，而实验中是持续能入氮气的，所以不用U型管，也不会引起A中水倒吸，
故答案为：实验过程持续通入N₂，不会引起A中水倒吸；
（2）防止反应过程中空气进入反应管，
故答案为：防止反应过程中空气进入反应管；
（3）实验结束时，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，
故答案为：待反应管冷却至室温，停止通入N₂，并关闭活塞K；
（4）①要确定x值必须求出钙和氮的原子个数比根据题目给的数据可做如下计算，m（Ca）=（m₁-m₀）g，m（N）=（m₂-m₁）g，则n（Ca）：n（N）=$\frac{{m}_{1-}m{\;}_{0}}{40}$：$\frac{m{\;}_{2}-{m}_{1}}{14}$，所以x：2=$\frac{{m}_{1-}m{\;}_{0}}{40}$：$\frac{m{\;}_{2}-{m}_{1}}{14}$，x=$\frac{7（m1-m0）}{10（m2-m1）}$，
故答案为：$\frac{7（m1-m0）}{10（m2-m1）}$；
②若通入的N₂中混有少量O₂，则产物中就有可能混有了CaO，从而导致氮的质量偏小，所以x值偏大，
故答案为：偏大．

点评 本题主要考查学生化学实验基本操作技能和处理问题的能力，以及对实验结果进行计算和误差分析判断的能力．