Question

Ca₃N₂某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)进行氮气与钙的反应，并探究其产物的性质及化学式。请回答下列问题。

(1)仪器B的名称是_____________，B中固体物质为_______________。

(2)反应过程中末端导管必须插入试管C的水中，目的是______。(填字母)

A.吸收反应中剩余的氮气        

B.控制通入气体的流速  

C.防止空气中的氧气倒流进入反应装置，干扰反应

(3)将制备氮化钙的操作步骤补充完整：

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)该小组同学认为根据相应的质量关系可以求出生成物的化学式，数据记录如下：

A的质量m0/g	A与钙的质量m1/g	A与产物的质量m2/g
14.80	15.08	15.15

①通过计算得到化学式Ca_xN₂，其中x=______。

②小组同学查阅资料得知产物为Ca₃N₂，能与水强烈反应，请写出Ca₃N₂与水反应的化学方程式_________________，设计实验检验Ca₃N₂与水反应产物的操作及现象__________________。

Answer

干燥管 碱石灰（无水氯化钙，其他答案合理即可） BC 熄灭酒精灯，冷却至室温后，再停止通入氮气 2.8 Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3 取少量氮化钙于一洁净试管中，加入适量水，将湿润的红色石蕊试纸放在管口，若变蓝证明有氨气，反应一段时间后，再向试管中滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀证明有氢氧化钙。（其他答案合理即可）

【解析】(1)仪器B为干燥管，目的是防止外界水蒸气加入装置，应该选用固体干燥剂，可以是碱石灰等，故答案为：干燥管； 碱石灰或无水氯化钙等；

(2)反应过程中末端导管必须插入试管C的水中，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；同时便于观察氮气流速，故选BC；

(3)根据制备氮化钙的操作步骤：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，熄灭酒精灯，冷却至室温后，再停止通入氮气，故答案为：熄灭酒精灯，冷却至室温后，再停止通入氮气；

(4) ①参加反应钙的质量=15.08g-14.80g=0.28g，参加反应的氮元素 的质量为：15.15g-15.08g=0.07g

xCa + N2 ═CaxN2

40x     28

0.28g    0.07g

=，解得：x=2.8，故答案为：2.8；

②Ca3N2与水强烈反应生成氢氧化钙和氨气，反应的化学方程式为Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3，检验Ca3N2与水反应产物氢氧化钙和氨气，可以取少量氮化钙于一洁净试管中，加入适量水，将湿润的红色石蕊试纸放在管口，若变蓝证明有氨气，反应一段时间后，再向试管中滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀证明有氢氧化钙，故答案为：Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3；取少量氮化钙于一洁净试管中，加入适量水，将湿润的红色石蕊试纸放在管口，若变蓝证明有氨气，反应一段时间后，再向试管中滴加碳酸钠溶液，若有白色沉淀证明有氢氧化钙。