Question

初三兴趣小组利用如下装置（部分固定装置已略去）制备氮化钙，并探究其化学式（实验式）．
（1）按图连接好实验装置．检查装置气密性的方法是______．
（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是______．
（3）制备氮化钙的操作步骤是：①打开活塞k并通入N₂；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，______；④拆除装置，取出产物．
（4）数据记录如下：

空硬玻璃管质量m0/g	硬玻璃管与钙的质量m1/g	硬玻璃管与产物的质量m2/g
114.8g	120.8g	122.2

①计算得到化学式（实验式）Ca_xN₂，其中x=______．
②若通入的N₂中混有少量O₂，如上计算得到的x______3（填写“＞”、“=”、“＜”），判断依据是：______．

Answer 1

（1）将活塞k关闭，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬玻璃管，管内空气受热膨胀，若在导管末端观察到有气泡冒出，且在撤去酒精灯冷却后，装置内气体体积减小，导管内形成一段水柱时，可判断装置气密性良好；
（2）导管插入水中，可以防止空气从导管进入装置而与钙发生反应，所以，反应过程中末端导管必须插入试管M的水中目的是：液封，防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置；
（3）为防止试管内的水倒流，反应结束后，需要继续通入氮气，将末端导管从试管A中撤出水面，再熄灭酒精灯；
（4）参加反应钙的质量=120.8g-114.8g=6.0g，反应生成氮化钙的质量=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
故答案为：3．
因为钙的总量不变，含有氧化钙的氮化钙总质量增大，钙与氮（不纯）元素的质量比减小，其个数比也变小，所以x值会减小．若通入的N₂中混有少量O₂，如上计算得到的x＜3．
故答案为：（1）关闭活塞k，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬玻璃管，若导管末端有气泡冒出，撤去酒精灯冷却后，在导管内形成一段水柱，则证明装置的气密性良好；
（2）防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，生成氧化钙，引入杂质；
（3）继续通入氮气，将末端导管从试管A中撤出水面，再熄灭酒精灯；
（4）①3；
②＜；因为钙的总量不变，含有氧化钙的氮化钙总质量增大，钙与氮（不纯）元素的质量比减小，其个数比也变小，所以x值会减小．