Question

【題目】Ca3N2某實驗小組利用如下裝置(部分固定裝置略)進行氮氣與鈣的反應，并探究其產物的性質及化學式。請回答下列問題。

(1)儀器B的名稱是_____________，B中固體物質為_______________。

(2)反應過程中末端導管必須插入試管C的水中，目的是______。(填字母)

A.吸收反應中剩余的氮氣

B.控制通入氣體的流速

C.防止空氣中的氧氣倒流進入反應裝置，干擾反應

(3)將制備氮化鈣的操作步驟補充完整：

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)該小組同學認為根據相應的質量關系可以求出生成物的化學式，數據記錄如下：

A的質量m0/g	A與鈣的質量m1/g	A與產物的質量m2/g
14.80	15.08	15.15

①通過計算得到化學式CaxN2，其中x=______。

②小組同學查閱資料得知產物為Ca3N2，能與水強烈反應，請寫出Ca3N2與水反應的化學方程式_________________，設計實驗檢驗Ca3N2與水反應產物的操作及現象__________________。

Answer 1

【答案】 干燥管 堿石灰（無水氯化鈣，其他答案合理即可） BC 熄滅酒精燈，冷卻至室溫后，再停止通入氮氣 2.8 Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3 取少量氮化鈣于一潔凈試管中，加入適量水，將濕潤的紅色石蕊試紙放在管口，若變藍證明有氨氣，反應一段時間后，再向試管中滴加碳酸鈉溶液，若有白色沉淀證明有氫氧化鈣。（其他答案合理即可）

【解析】(1)儀器B為干燥管，目的是防止外界水蒸氣加入裝置，應該選用固體干燥劑，可以是堿石灰等，故答案為：干燥管； 堿石灰或無水氯化鈣等；

(2)反應過程中末端導管必須插入試管C的水中，可以防止空氣從導管進入裝置而與鈣發生反應，所以，反應過程中末端導管必須插入試管的水中目的是：液封，防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置；同時便于觀察氮氣流速，故選BC；

(3)根據制備氮化鈣的操作步驟：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，熄滅酒精燈，冷卻至室溫后，再停止通入氮氣，故答案為：熄滅酒精燈，冷卻至室溫后，再停止通入氮氣；

(4) ①參加反應鈣的質量=15.08g-14.80g=0.28g，參加反應的氮元素 的質量為：15.15g-15.08g=0.07g

xCa + N2 ═CaxN2

40x 28

0.28g 0.07g

=，解得：x=2.8，故答案為：2.8；

②Ca3N2與水強烈反應生成氫氧化鈣和氨氣，反應的化學方程式為Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3，檢驗Ca3N2與水反應產物氫氧化鈣和氨氣，可以取少量氮化鈣于一潔凈試管中，加入適量水，將濕潤的紅色石蕊試紙放在管口，若變藍證明有氨氣，反應一段時間后，再向試管中滴加碳酸鈉溶液，若有白色沉淀證明有氫氧化鈣，故答案為：Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3；取少量氮化鈣于一潔凈試管中，加入適量水，將濕潤的紅色石蕊試紙放在管口，若變藍證明有氨氣，反應一段時間后，再向試管中滴加碳酸鈉溶液，若有白色沉淀證明有氫氧化鈣。