Question

7．某學校化學興趣小組的學生利用下面的裝置（部分固定裝置已略去）制備氮化鈣，并探究其化學式．

開始實驗并記錄數據如下：

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

根據實驗和數據，回答下面的問題：
（1）設氮化鈣的化學式為Ca_xN₂，則金屬鈣和氮氣反應的化學方程式可表示為：xCa+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Ca_xN₂
該反應屬于化合反應（填“化合”、“分解”、“置換”或“復分解”）．
（2）參加反應的金屬鈣和氮氣的質量分別為6g、1.4g．
（3）在實驗過程中末端導管必須插入試管A的水中，目的是防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置與鈣反應．
（4）在實驗開始時，打開活塞K，先通入氮氣一會兒，再點燃酒精燈，這樣操作的作用是排盡裝置內空氣，防止空氣內氧氣與鈣反應．反應結束后的操作是停止加熱，繼續通氮氣至裝置冷卻，拆除裝置，取出產物．
（5）請根據實驗的有關數據列式計算氮化鈣化學式（Ca_xN₂）中x的值，相關計算式為$\frac{40X}{40X+28}=\frac{6g}{7.4g}$ X=3．

Answer 1

分析 （1）根據反應的特點來分析；
（2）根據表格中的數據進行分析解答；
（3）反應產生的尾氣氮氣不能與水反應也不能溶于水，把導管插入水中可以防止空氣從導管進入裝置而造成氧氣與鈣發生反應；
（4）為防止鈣與空氣中氧氣等發生反應，制備氮化鈣時應先通入氮氣排出裝置內空氣，然后點燃酒精燈加熱進行反應；待反應結束后，為防止水倒流，在將導管從試管內水中撤出前應繼續通入氮氣，撤出導管后再熄滅酒精燈；最后拆除裝置，取出產物．

解答 解：（1）該反應符合“多變一”的特征，屬于化合反應；故填：化合；
（2）金屬鈣的質量=m₁-m₀=120.8g-114.8g=6g；參加反應的氮氣的質量=m₂-m₁=122.2g-120.8g=1.4g；故填：6g；1.4g；
（3）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；故填：防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置與鈣反應；
（4）點燃酒精燈前先通一會兒N₂的目的是排盡裝置內空氣，防止空氣內氧氣與鈣反應；故填：排盡裝置內空氣，防止空氣內氧氣與鈣反應；
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；故填：停止加熱，繼續通氮氣至裝置冷卻；
（5）解：參加反應鈣的質量=120.8g-114.8g=6g，反應生成氮化鈣的質量=122.2g-114.8g=7.4g；
XCa+N₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca_xN₂      
40x    40x+28         
6g      7.4g
$\frac{40x}{40x+28}=\frac{6g}{7.4g}$
X=3
故填：$\frac{40X}{40X+28}=\frac{6g}{7.4g}$   X=3．

點評 根據實驗裝置圖，分析實驗各裝置的作用，理解興趣小組同學制備氮化鈣的實驗方法，是解答本問題的基礎．