Question

氮化钙(Ca₃N₂)是一种重要的化学试剂。某化学兴趣小组拟制备氮化钙并测定产品纯度。

已知：①氮化钙极易与水反应；②实验室在加热条件下用饱和NaNO₂溶液和饱和(NH₄)₂SO₄溶液混合制备N₂；③焦性没食子酸溶液用于吸收少量O₂。

I．制备氮化钙。

他们选择下列装置设计实验(装置可重复使用)：

(1)实验室将钙保存在________中(填物质名称)。氮化钙中所含化学键类型是_________。

(2)气体从左至右，装置连接顺序为____________________________。(填代号)

(3)写出A中发生反应的化学方程式：______________________________。

(4)用化学方法检验氮化钙(Ca₃N₂)产品中是否混有Ca，设计实验方案：________。

Ⅱ.测定产品纯度。

利用如图装置测定氮化钙产品纯度(杂质不产生气体，氨气不溶于煤油)。

(5)当产品与蒸馏水完全反应后，冷却至室温、调平液面、读数。调平液面的操作是___________________________________。

(6)取产品质量为w g，开始量气管读数为V₁ mL，最终量气管读数为V₂ mL(折合成标准状况)，则该样品纯度为________________________(用代数式表示)。如果开始仰视刻度线，终点时俯视刻度线，则测得结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

Answer

煤油 离子键 A、D、C、B、C 2NaNO2＋(NH4)2SO4Na2SO4＋2N2↑＋4H2O 取少量产品溶于足量的蒸馏水中，将产生的气体依次通过足量的浓硫酸、赤热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红色，则原产品中含有钙，否则不含钙 上下移动水准瓶 偏低

【解析】

(1).钙的密度比煤油的大，钙是活泼金属能与氧气、水反应；氮化钙是活泼金属与活泼非金属形成的离子化合物；

(2).金属钙与氮气反应生成氮化钙，氮化钙与水能反应，所以装置B前后都应加装干燥剂，钙能与氧气反应，所以需要用焦性没食子酸溶液除掉氮气中的氧气。

(3)装置A中饱和NaNO2溶液和饱和(NH4)2SO4溶液在加热条件下发生归中反应生成氮气；

(4)氮化钙与水反应放出氨气，钙与水反应生成氢气。

(5) 调平液面是将量气管和水准瓶中的液面保持相平。

(6) 氮化钙与水反应的方程式是Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑，根据氨气的体积计算样品纯度。如果开始仰视刻度线，终点时俯视刻度线，则测得氨气的体积偏小。

(1).钙的密度比煤油的大，钙是活泼金属能与氧气、水反应，所以实验室将钙保存在煤油中；氮化钙是活泼金属与活泼非金属形成的离子化合物，所以氮化钙含有离子键；

(2).金属钙与氮气反应生成氮化钙，氮化钙与水能反应，所以装置B前后都应加装干燥剂，钙能与氧气反应，所以需要用焦性没食子酸溶液除掉氮气中的氧气，装置连接顺序为A→D→C→B→C。

(3)装置A中饱和NaNO2溶液和饱和(NH4)2SO4溶液在加热条件下发生归中反应生成氮气，反应化学方程式是2NaNO2＋(NH4)2SO4Na2SO4＋2N2↑＋4H2O；

(4)氮化钙与水反应放出氨气，钙与水反应生成氢气。检验氮化钙(Ca3N2)产品中是否混有Ca方法是取少量产品溶于足量的蒸馏水中，将产生的气体依次通过足量的浓硫酸、赤热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红色，则原产品中含有钙，否则不含钙。

(5) 调平液面是将量气管和水准瓶中的液面保持相平，操作方法是上下移动水准瓶；

(6)样品与水反应生成氨气的体积是(V2 mL－V1mL)，设样品中Ca3N2的质量为xg；

Ca3N2+6H2O=3Ca(OH)2+2NH3↑

148g 44.8L

xg (V2－V1)×10-3 L

x=

则该样品纯度为；

如果开始仰视刻度线，终点时俯视刻度线，则测得氨气的体积偏小，所以测得结果偏低。