Question

【題目】氮化鈣(Ca3N2)是一種重要的化學(xué)試劑。某化學(xué)興趣小組擬制備氮化鈣并測定產(chǎn)品純度。

已知：①氮化鈣極易與水反應(yīng)；②實驗室在加熱條件下用飽和NaNO2溶液和飽和(NH4)2SO4溶液混合制備N2；③焦性沒食子酸溶液用于吸收少量O2。

I．制備氮化鈣。

他們選擇下列裝置設(shè)計實驗(裝置可重復(fù)使用)：

(1)實驗室將鈣保存在________中(填物質(zhì)名稱)。氮化鈣中所含化學(xué)鍵類型是_________。

(2)氣體從左至右，裝置連接順序為____________________________。(填代號)

(3)寫出A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________________。

(4)用化學(xué)方法檢驗氮化鈣(Ca3N2)產(chǎn)品中是否混有Ca，設(shè)計實驗方案：________。

Ⅱ.測定產(chǎn)品純度。

利用如圖裝置測定氮化鈣產(chǎn)品純度(雜質(zhì)不產(chǎn)生氣體，氨氣不溶于煤油)。

(5)當(dāng)產(chǎn)品與蒸餾水完全反應(yīng)后，冷卻至室溫、調(diào)平液面、讀數(shù)。調(diào)平液面的操作是___________________________________。

(6)取產(chǎn)品質(zhì)量為w g，開始量氣管讀數(shù)為V1 mL，最終量氣管讀數(shù)為V2 mL(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則該樣品純度為________________________(用代數(shù)式表示)。如果開始仰視刻度線，終點時俯視刻度線，則測得結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。

Answer 1

【答案】煤油 離子鍵 A、D、C、B、C 2NaNO2＋(NH4)2SO4Na2SO4＋2N2↑＋4H2O 取少量產(chǎn)品溶于足量的蒸餾水中，將產(chǎn)生的氣體依次通過足量的濃硫酸、赤熱的氧化銅粉末，若黑色粉末變成紅色，則原產(chǎn)品中含有鈣，否則不含鈣 上下移動水準(zhǔn)瓶 偏低

【解析】

(1).鈣的密度比煤油的大，鈣是活潑金屬能與氧氣、水反應(yīng)；氮化鈣是活潑金屬與活潑非金屬形成的離子化合物；

(2).金屬鈣與氮氣反應(yīng)生成氮化鈣，氮化鈣與水能反應(yīng)，所以裝置B前后都應(yīng)加裝干燥劑，鈣能與氧氣反應(yīng)，所以需要用焦性沒食子酸溶液除掉氮氣中的氧氣。

(3)裝置A中飽和NaNO2溶液和飽和(NH4)2SO4溶液在加熱條件下發(fā)生歸中反應(yīng)生成氮氣；

(4)氮化鈣與水反應(yīng)放出氨氣，鈣與水反應(yīng)生成氫氣。

(5) 調(diào)平液面是將量氣管和水準(zhǔn)瓶中的液面保持相平。

(6) 氮化鈣與水反應(yīng)的方程式是Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑，根據(jù)氨氣的體積計算樣品純度。如果開始仰視刻度線，終點時俯視刻度線，則測得氨氣的體積偏小。

(1).鈣的密度比煤油的大，鈣是活潑金屬能與氧氣、水反應(yīng)，所以實驗室將鈣保存在煤油中；氮化鈣是活潑金屬與活潑非金屬形成的離子化合物，所以氮化鈣含有離子鍵；

(2).金屬鈣與氮氣反應(yīng)生成氮化鈣，氮化鈣與水能反應(yīng)，所以裝置B前后都應(yīng)加裝干燥劑，鈣能與氧氣反應(yīng)，所以需要用焦性沒食子酸溶液除掉氮氣中的氧氣，裝置連接順序為A→D→C→B→C。

(3)裝置A中飽和NaNO2溶液和飽和(NH4)2SO4溶液在加熱條件下發(fā)生歸中反應(yīng)生成氮氣，反應(yīng)化學(xué)方程式是2NaNO2＋(NH4)2SO4Na2SO4＋2N2↑＋4H2O；

(4)氮化鈣與水反應(yīng)放出氨氣，鈣與水反應(yīng)生成氫氣。檢驗氮化鈣(Ca3N2)產(chǎn)品中是否混有Ca方法是取少量產(chǎn)品溶于足量的蒸餾水中，將產(chǎn)生的氣體依次通過足量的濃硫酸、赤熱的氧化銅粉末，若黑色粉末變成紅色，則原產(chǎn)品中含有鈣，否則不含鈣。

(5) 調(diào)平液面是將量氣管和水準(zhǔn)瓶中的液面保持相平，操作方法是上下移動水準(zhǔn)瓶；

(6)樣品與水反應(yīng)生成氨氣的體積是(V2 mL－V1mL)，設(shè)樣品中Ca3N2的質(zhì)量為xg；

Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑

148g 44.8L

xg (V2－V1)×10-3 L

x=

則該樣品純度為；

如果開始仰視刻度線，終點時俯視刻度線，則測得氨氣的體積偏小，所以測得結(jié)果偏低。