Question

初三興趣小組利用如下裝置（部分固定裝置已略去）制備氮化鈣，并探究其化學式（實驗式）．
（1）按圖連接好實驗裝置．檢查裝置氣密性的方法是______．
（2）反應過程中末端導管必須插入試管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：

空硬玻璃管質量m0/g	硬玻璃管與鈣的質量m1/g	硬玻璃管與產物的質量m2/g
114.8g	120.8g	122.2

①計算得到化學式（實驗式）Ca_xN₂，其中x=______．
②若通入的N₂中混有少量O₂，如上計算得到的x______3（填寫“＞”、“=”、“＜”），判斷依據是：______．

Answer 1

（1）將活塞k關閉，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，管內空氣受熱膨脹，若在導管末端觀察到有氣泡冒出，且在撤去酒精燈冷卻后，裝置內氣體體積減小，導管內形成一段水柱時，可判斷裝置氣密性良好；
（2）導管插入水中，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M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；
（3）為防止試管內的水倒流，反應結束后，需要繼續通入氮氣，將末端導管從試管A中撤出水面，再熄滅酒精燈；
（4）參加反應鈣的質量=120.8g-114.8g=6.0g，反應生成氮化鈣的質量=122.2g-114.8g=7.4g；
xCa+N₂═Ca_xN₂
40x 40x+28
6.0g 7.4g

40x

6.0g

=

40x+28

7.4g

x=3
故答案為：3．
因為鈣的總量不變，含有氧化鈣的氮化鈣總質量增大，鈣與氮（不純）元素的質量比減小，其個數比也變小，所以x值會減小．若通入的N₂中混有少量O₂，如上計算得到的x＜3．
故答案為：（1）關閉活塞k，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，若導管末端有氣泡冒出，撤去酒精燈冷卻后，在導管內形成一段水柱，則證明裝置的氣密性良好；
（2）防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置，生成氧化鈣，引入雜質；
（3）繼續通入氮氣，將末端導管從試管A中撤出水面，再熄滅酒精燈；
（4）①3；
②＜；因為鈣的總量不變，含有氧化鈣的氮化鈣總質量增大，鈣與氮（不純）元素的質量比減小，其個數比也變小，所以x值會減小．