Question

氮化锶（Sr₃N₂）在工业上广泛用于生产荧光粉。已知：锶与镁位于同主族；锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶，氮化锶遇水剧烈反应。

I.利用装置A和C制备Sr₃N₂

（1）写出由装置A制备N₂的化学方程式_______。

（2）装置A中a导管的作用是_______。利用该套装置时，应先点燃装置A的酒精灯一段时间后，再点燃装置C的酒精灯，理由是__________。

II.利用装置B和C制备Sr₃N₂。利用装置B从空气中提纯N₂（已知：氧气可被连苯三酚溶液定量吸收）

（3）写出装置B的NaOH溶液中发生反应的离子方程式_________。

（4）装置C中广口瓶盛放的试剂是_________。

III.测定Sr₃N₂产品的纯度

（5）取ag该产品，向其中加入适量的水，将生成的气体全部通入浓硫酸中，利用浓硫酸增重质量计算得到产品的纯度，该方法测得产品的纯度偏高，其原因是____。经改进后测得浓硫酸增重bg，则产品的纯度为_____（用相关字母的代数式表示）。

Answer

NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O 平衡气压，使液体顺利流下 利用生成的N2将装置内空气排尽 CO2＋2OH-= CO32-＋H2O 浓硫酸 未将气体中的水蒸气除去，也被浓硫酸吸收引起增重（或其他合理答案） %

【解析】

I.利用装置A和C制备Sr3N2，装置A中NaNO2和NH4Cl反应制备N2，由于N2中混有H2O（g），为防止氮化锶遇水剧烈反应，故N2与Sr反应前必须干燥，装置 C中广口瓶用于除去N2中的H2O（g），碱石灰的作用是防止外界空气进入硬质玻璃管中。

II. 利用装置B和C制备Sr3N2，锶与镁位于同主族，联想Mg的性质，空气中的CO2、O2等也能与锶反应，为防止锶与CO2、O2反应，则装置B中NaOH用于吸收CO2，连苯三酚吸收O2，装置C中广口瓶用于除去N2中的H2O（g），碱石灰的作用是防止外界空气进入硬质玻璃管中。

III. 测定Sr3N2产品的纯度的原理为：Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3↑、2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4，根据浓硫酸增加的质量和浓硫酸的性质分析计算。

I.利用装置A和C制备Sr3N2

（1）NaNO2和NH4Cl反应制备N2，根据原子守恒还有NaCl、H2O生成，反应的化学方程式为NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O。

（2）装置A中a导管将分液漏斗上下相连，其作用是平衡气压，使液体顺利流下；锶与镁位于同主族，联想Mg的性质，空气中的CO2、O2等也能与锶反应，为防止装置中空气对产品纯度的影响，应先点燃装置A的酒精灯一段时间，利用生成的N2将装置内空气排尽，再点燃装置C的酒精灯。

II. 利用装置B和C制备Sr3N2

（3）锶与镁位于同主族，联想Mg的性质，空气中的CO2、O2等也能与锶反应，为防止锶与CO2、O2反应，则装置B中NaOH用于吸收CO2，反应的离子方程式为CO2+2OH-=CO32-+H2O。

（4）为防止氮化锶遇水剧烈反应，故N2与Sr反应前必须干燥，装置 C中广口瓶用于除去N2中的H2O（g），其中盛放的试剂为浓硫酸。

III.测定Sr3N2产品的纯度的原理为：Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3↑、2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4，故浓硫酸增加的质量为NH3的质量，由于浓硫酸具有吸水性，会将NH3中的水蒸气一并吸收，导致NH3的质量偏高，从而导致测得的产品纯度偏高。经改进后测得浓硫酸增重bg，根据N守恒，n(Sr3N2)=n(NH3)=×=mol，则m(Sr3N2)=mol×292g/mol=g，产品的纯度为×100%=×100%。