Question

（5分）某實驗小組利用如下裝置（部分固定裝置略）制備氮化鈣(Ca₃N₂)，并探究其實驗式。

（1）按圖連接好實驗裝置，檢查裝置的氣密性的方法是　　　　　　　　　　　　。
（2）反應過程中末端導管必須始終插入試管A的水中，目的是　　　　　　　　　。
（3）制備氮化鈣的操作步驟是①打開活塞K并通入N₂；②點燃酒精燈，進行反應；
③反應結束后，　　　　　　；④拆除裝置，取出產物。
（4）數據記錄如下：

直玻管質量m0/g	直玻管與鈣的質量m1/g	直玻管與產物的質量m2/g
14.80	15.08	15.15

①計算得到實驗式Ca_xN₂，其中x＝　　　　　　。
②若通入的N₂中混有少量O₂，請比較x與3的大小，并給出判斷依據：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

Answer 1

（5分）
（1）關閉活塞K，加熱直玻管，若導管口處產生氣泡，停止加熱后，導管中形成一段液柱，則氣密性良好。
（2）防止反應過程中空氣進入反應管，便于觀察N₂流速
（3）熄滅酒精燈，待反應管冷卻至室溫，停止通N₂，并關閉活塞K
（4）①2.80
②x＜3　　　O₂和N₂與等質量的Ca反應，生成CaO質量高于Ca₃N₂，導致計算出的n(N)偏大

由于金屬鈣為特別活潑的金屬，故在制取Ca₃N₂的過程中，必須保證系統中無其它雜質氣體，保證氣密性良好：實驗前先通入氮氣，再加熱，實驗結束時，先停止加熱、冷卻后再停止通氮氣
（2）防止空氣從裝置右端進入裝置內，并且通過觀察氣泡來控制氣體流速
（4）①由所給數據可知鈣的質量為：15.08-14.80=0.28g，氮元素的質量為：15.15-15.08=0.07g，則兩元素的原子個數比為：，故x=0.28
②O₂和N₂與等質量的Ca反應，生成CaO質量高于Ca₃N₂，導致計算出的n(N)偏大，故x<3(或采用極值法來考慮：當氣體全部為氧氣時，得到的物質為CaO（即Ca₂O₂），而全部為氮氣時得到的為Ca₃N₂，故通入的N₂中混有少量O₂時，所得物質的分子式中x<3)