题目内容

【题目】某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(CaxN2)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,方法是_____________。

(2)反应过程中末端导管必须插入试管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N2②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:

空瓷舟质量

m0/g

瓷舟与钙的质量

m1/g

瓷舟与产物的质景

m2/g

1480

15.08

1515

计算得到实验式CaxN2,其中x=______________

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】(1)关闭活塞K,微热反应管,试管A中有气泡冒出,停止加热;冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变,则说明装置气密性良好(2分)

(2)防止反应过程中空气进入反应管;便于观察N2的流速(2分)

(3)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(2分)

(4)2.80(2分)O2和N2分别与等量的Ca反应,生成CaO的质量高于Ca3N2。若通入的N2中混有少量的O2,会导致计算出n(N)偏大,所以n(Ca)/n(N)<3/2,即x<3(2分)

【解析】

试题分析:(1)根据装置特点可知检验气密性的方法是:关闭活塞K,微热反应管,试管A中有气泡冒出,停止加热冷却后若末端导管中水柱上升且高度保持不变,则说明装置气密性良好

(2)为了便于观察N2的流速,同时防止反应过程中空气进入反应管,反应过程中末端导管必须插入试管A的水中

(3)反应结束后要先熄灭酒精灯,待反应管冷却至室温,停止通入N2,并关闭活塞K;

(4)m(Ca)=(15.08-14.80)g=0.28g,m(N)=(15.15-15.08)g=0.07g,

则n(Ca):n(N)=0.28/40:0.07/14=7:5,则x=14/5=2.8;

由于O2和N2分别与等量的Ca反应,生成CaO的质量高于Ca3N2,因此若通入的N2中混有少量的O2,会导致计算出n(N)偏大,所以n(Ca)/n(N)<3/2,即x<3.

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