Question

【題目】氮化鈣(Ca3N2)氮化鈣是一種棕色粉末，在空氣中氧化，遇水會發生水解，生成氫氧化鈣并放出氨。某化學興趣小組設計制備氮化鈣的實驗如下：

Ⅰ．氮化鈣的制備

（1）連接裝置后，檢查整套裝置氣密性的方法是_______________________________________。

（2）裝置A中每生成標準狀況下4.48LN2，轉移的電子數為___________________。

（3）裝置B的作用是吸收氧氣，則B中發生反應的離子方程式為______________________。裝置E的作用是______________________。

（4）實驗步驟如下：檢查裝置氣密性后，裝入藥品；_____________________(請按正確的順序填入下列步驟的代號)。

①點燃D處的酒精噴燈； ②打開分液漏斗活塞; ③點燃A處的酒精燈； ④停上點燃A處的酒精燈；⑤停止點燃D處的酒精噴燈

（5）請用化學方法確定氮化鈣中含有未反應的鈣，寫出實驗操作及現象_________________。

Answer 1

【答案】關閉分液漏斗活塞，向E中加水，沒過長導管，微熱燒瓶E中有氣泡停止加熱導管末端形成一段水柱 0.6NA 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O 吸收空氣中水蒸氣、防止進入D中 ②③①⑤④ 取少量產物于試管，加入水，用排水法收集到無色氣體則含鈣

【解析】

制備Ca3N2應用N2與Ca反應，首先制備N2，Ca3N2在空氣中氧化，遇水會發生水解，因此需要除去N2中的水蒸氣，以及防止空氣中氧氣和水蒸氣的進入，據此分析；

（1）檢驗裝置的氣密性，操作方法是：關閉分液漏斗的活塞，向E裝置中加水，沒過長導管，用酒精燈微熱圓底燒瓶，E中長導管有氣泡冒出，撤去酒精燈，E中長導管有一段水柱存在，說明氣密性良好；

答案為：關閉分液漏斗的活塞，向E裝置中加水，沒過長導管，用酒精燈微熱圓底燒瓶，E中長導管有氣泡冒出，撤去酒精燈，E中長導管有一段水柱存在，說明氣密性良好；

（2）生成N2的離子方程式為NO2－＋NH4＋N2↑＋2H2O，根據反應方程式，轉移3mol電子，生成標準狀況下的氣體22.4L，則生成4.48L氣體，轉移電子的物質的量為=0.6mol，即轉移電子數0.6NA；

答案為0.6NA；

（3）裝置B的作用是吸收氧氣，利用O2的氧化性將Fe2＋氧化，即離子反應方程式為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；Ca3N2遇水發生水解，因此裝置E的作用是吸收空氣中的水蒸氣，防止進入D中；

答案為4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O；吸收空氣中的水蒸氣，防止進入D中；

（4）檢查裝置氣密性后，因為Ca是活潑金屬，容易與O2反應，因此首先利用N2排除裝置中空氣，即先打開分液漏斗的活塞，然后點燃A處的酒精燈，當排除裝置的空氣后，再點燃D處酒精噴燈，當反應完畢后，熄滅D處酒精燈，讓Ca3N2在N2中冷卻下來，最后熄滅A處的酒精燈，即順序是②③①⑤④；

答案為②③①⑤④；

（5）Ca3N2與水反應Ca3N2＋6H2O=3Ca(OH)2＋2NH3↑，如果含有Ca，Ca也能水反應：Ca＋2H2O=Ca(OH)2＋H2↑，NH3極易溶于水，H2不溶于水，因此操作是取少量產物于試管中，加入水，用排水法收集到無色氣體，則含有鈣；

答案為取少量產物于試管中，加入水，用排水法收集到無色氣體，則含有鈣。