题目内容
曾经有一种固氮的方法：1100℃通N2和CaC2反应得到CaCN2．
已知：CaCN2+3H2O═2NH3+CaCO3；CaC2+2H2O═C2H2↑+Ca（OH）2
（1）某同学采用如图1装置（加热和夹持仪器已略去）制取少量的CaCN2
①U形管中盛放的物质是 （填一种）；
② （填“能”或“不能”）用普通玻璃管代替图中石英管；
（2）检验反应后的固体（用W表示）中含有氮元素
该同学将适量W溶于水，有气泡产生，说明固体中含有氮元素，该结论不正确．若要得出正确结论，还需进行的实验是 ．
（3）测定W中CaCN2的质量分数
步骤Ⅰ：按如图2所示装置（夹持仪器已略去）进行实验：
关闭弹簧夹，将漏斗中溶液逐滴加入到三颈瓶中，当W反应完全后，打开弹簧夹，通入氮气，直至氨气被200mL0.1mol?L-1硫酸完全吸收．
步骤Ⅱ：准确量取烧杯中溶液20.00mL置于锥形瓶中，滴入几滴指示剂，用c mol?L-1 NaOH溶液滴定过量的硫酸，实验测得消耗标准溶液的平均体积为v mL．
已知三种常用指示剂变色pH范围如下：
①上述滴定过程中，不宜选用的指示剂是 （填字母序号）；
②烧杯中最终吸收氨气的物质的量为 mol；经进一步计算可求得W中CaCN2质量分数．
③上述实验所得结果明显偏小，若不考虑装置的气密性和操作误差，则导致结果偏小的可能原因是 （写1种）．
已知：CaCN2+3H2O═2NH3+CaCO3；CaC2+2H2O═C2H2↑+Ca（OH）2
（1）某同学采用如图1装置（加热和夹持仪器已略去）制取少量的CaCN2
①U形管中盛放的物质是
②
（2）检验反应后的固体（用W表示）中含有氮元素
该同学将适量W溶于水，有气泡产生，说明固体中含有氮元素，该结论不正确．若要得出正确结论，还需进行的实验是
（3）测定W中CaCN2的质量分数
步骤Ⅰ：按如图2所示装置（夹持仪器已略去）进行实验：
关闭弹簧夹，将漏斗中溶液逐滴加入到三颈瓶中，当W反应完全后，打开弹簧夹，通入氮气，直至氨气被200mL0.1mol?L-1硫酸完全吸收．
步骤Ⅱ：准确量取烧杯中溶液20.00mL置于锥形瓶中，滴入几滴指示剂，用c mol?L-1 NaOH溶液滴定过量的硫酸，实验测得消耗标准溶液的平均体积为v mL．
已知三种常用指示剂变色pH范围如下：
| 指示剂 | a | b | c |
| 变色pH范围 | 3.1～4.4 | 8.0～10.0 | 4.4～6.2 |
| 说明 | pH＜3.1显红色 pH＞4.4显黄色 | pH＜8.0显无色 pH＞10.0显红色 | pH＜4.4显红色 pH＞6.2显黄色 |
②烧杯中最终吸收氨气的物质的量为
③上述实验所得结果明显偏小，若不考虑装置的气密性和操作误差，则导致结果偏小的可能原因是
考点：制备实验方案的设计
专题：实验题
分析：（1）①由于碳化钙极易与水反应，因此U形管中有关盛放固体干燥剂防止水蒸气进入，因此可以是碱石灰或无水氯化钙等；
②由于普通玻璃中含有二氧化硅，而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2，所以不能用普通玻璃管代替图中石英管；
（2）由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡，因此要验证含有氮元素，还必须检验生成的气体中含有氨气，所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口，试纸变蓝色，说明固体中含有氮元素；
（3）①滴定前溶液显酸性，而b指示剂在酸性条件下是无色的，当硫酸恰好被反应后，硫酸铵溶液还是显酸性的，因此如果用b指示剂，溶液仍然是无色的，因此不宜选用的是b；
②消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol，则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol×
=0.005cvmol，所以与氨气反应的硫酸的物质的量是0.02mol-0.005cvmol，则与硫酸反应的氨气的物质的量是（0.02mol-0.005cvmol）×2=（0.04-0.01cv）mol；
③由于反应需要加热且反应中有碳酸钙生成，因此如果实验所得结果明显偏小，则可能的原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面，导致反应不完全．
②由于普通玻璃中含有二氧化硅，而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2，所以不能用普通玻璃管代替图中石英管；
（2）由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡，因此要验证含有氮元素，还必须检验生成的气体中含有氨气，所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口，试纸变蓝色，说明固体中含有氮元素；
（3）①滴定前溶液显酸性，而b指示剂在酸性条件下是无色的，当硫酸恰好被反应后，硫酸铵溶液还是显酸性的，因此如果用b指示剂，溶液仍然是无色的，因此不宜选用的是b；
②消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol，则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol×
| 200mL |
| 20mL |
③由于反应需要加热且反应中有碳酸钙生成，因此如果实验所得结果明显偏小，则可能的原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面，导致反应不完全．
解答：
解：（1）①由于碳化钙极易与水反应，因此U形管中有关盛放固体干燥剂防止水蒸气进入，因此可以是碱石灰或无水氯化钙等；
故答案为：碱石灰或无水氯化钙等；
②由于普通玻璃中含有二氧化硅，而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2，所以不能用普通玻璃管代替图中石英管；
故答案为：不能；
（2）由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡，因此要验证含有氮元素，还必须检验生成的气体中含有氨气，所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口，试纸变蓝色，说明固体中含有氮元素；
故答案为：将湿润的红色石蕊试纸置于容器口，试纸变蓝色，说明固体中含有氮元素；
（3）①滴定前溶液显酸性，而b指示剂在酸性条件下是无色的，当硫酸恰好被反应后，硫酸铵溶液还是显酸性的，因此如果用b指示剂，溶液仍然是无色的，因此不宜选用的是b；
故答案为：b；
②消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol，则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol×
=0.005cvmol，所以与氨气反应的硫酸的物质的量是0.02mol-0.005cvmol，则与硫酸反应的氨气的物质的量是（0.02mol-0.005cvmol）×2=（0.04-0.01cv）mol；
故答案为：0.04-0.01cv；
③由于反应需要加热且反应中有碳酸钙生成，因此如果实验所得结果明显偏小，则可能的原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面，导致反应不完全；
故答案为：步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面，导致反应不完全．
故答案为：碱石灰或无水氯化钙等；
②由于普通玻璃中含有二氧化硅，而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2，所以不能用普通玻璃管代替图中石英管；
故答案为：不能；
（2）由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡，因此要验证含有氮元素，还必须检验生成的气体中含有氨气，所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口，试纸变蓝色，说明固体中含有氮元素；
故答案为：将湿润的红色石蕊试纸置于容器口，试纸变蓝色，说明固体中含有氮元素；
（3）①滴定前溶液显酸性，而b指示剂在酸性条件下是无色的，当硫酸恰好被反应后，硫酸铵溶液还是显酸性的，因此如果用b指示剂，溶液仍然是无色的，因此不宜选用的是b；
故答案为：b；
②消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol，则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol×
| 200mL |
| 20mL |
故答案为：0.04-0.01cv；
③由于反应需要加热且反应中有碳酸钙生成，因此如果实验所得结果明显偏小，则可能的原因是步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面，导致反应不完全；
故答案为：步骤Ⅰ中未加热反应容器或生成碳酸钙覆盖在固体表面，导致反应不完全．
点评：本题考查氮的固定，涉及实验方案的设计、滴定原理的应用、质量分数的测定，较为综合，难度较大，弄清实验原理是解题的关键．
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