Question

【题目】氮化钙(Ca3N2)氮化钙是一种棕色粉末，在空气中氧化，遇水会发生水解，生成氢氧化钙并放出氨。某化学兴趣小组设计制备氮化钙的实验如下：

Ⅰ．氮化钙的制备

（1）连接装置后，检查整套装置气密性的方法是_______________________________________。

（2）装置A中每生成标准状况下4.48LN2，转移的电子数为___________________。

（3）装置B的作用是吸收氧气，则B中发生反应的离子方程式为______________________。装置E的作用是______________________。

（4）实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；_____________________(请按正确的顺序填入下列步骤的代号)。

①点燃D处的酒精喷灯； ②打开分液漏斗活塞; ③点燃A处的酒精灯； ④停上点燃A处的酒精灯；⑤停止点燃D处的酒精喷灯

（5）请用化学方法确定氮化钙中含有未反应的钙，写出实验操作及现象_________________。

Answer 1

【答案】关闭分液漏斗活塞，向E中加水，没过长导管，微热烧瓶E中有气泡停止加热导管末端形成一段水柱 0.6NA 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 吸收空气中水蒸气、防止进入D中 ②③①⑤④ 取少量产物于试管，加入水，用排水法收集到无色气体则含钙

【解析】

制备Ca3N2应用N2与Ca反应，首先制备N2，Ca3N2在空气中氧化，遇水会发生水解，因此需要除去N2中的水蒸气，以及防止空气中氧气和水蒸气的进入，据此分析；

（1）检验装置的气密性，操作方法是：关闭分液漏斗的活塞，向E装置中加水，没过长导管，用酒精灯微热圆底烧瓶，E中长导管有气泡冒出，撤去酒精灯，E中长导管有一段水柱存在，说明气密性良好；

答案为：关闭分液漏斗的活塞，向E装置中加水，没过长导管，用酒精灯微热圆底烧瓶，E中长导管有气泡冒出，撤去酒精灯，E中长导管有一段水柱存在，说明气密性良好；

（2）生成N2的离子方程式为NO2－＋NH4＋N2↑＋2H2O，根据反应方程式，转移3mol电子，生成标准状况下的气体22.4L，则生成4.48L气体，转移电子的物质的量为=0.6mol，即转移电子数0.6NA；

答案为0.6NA；

（3）装置B的作用是吸收氧气，利用O2的氧化性将Fe2＋氧化，即离子反应方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；Ca3N2遇水发生水解，因此装置E的作用是吸收空气中的水蒸气，防止进入D中；

答案为4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；吸收空气中的水蒸气，防止进入D中；

（4）检查装置气密性后，因为Ca是活泼金属，容易与O2反应，因此首先利用N2排除装置中空气，即先打开分液漏斗的活塞，然后点燃A处的酒精灯，当排除装置的空气后，再点燃D处酒精喷灯，当反应完毕后，熄灭D处酒精灯，让Ca3N2在N2中冷却下来，最后熄灭A处的酒精灯，即顺序是②③①⑤④；

答案为②③①⑤④；

（5）Ca3N2与水反应Ca3N2＋6H2O=3Ca(OH)2＋2NH3↑，如果含有Ca，Ca也能水反应：Ca＋2H2O=Ca(OH)2＋H2↑，NH3极易溶于水，H2不溶于水，因此操作是取少量产物于试管中，加入水，用排水法收集到无色气体，则含有钙；

答案为取少量产物于试管中，加入水，用排水法收集到无色气体，则含有钙。