Question

（2010?雅安）某實驗學校初三興趣小組利用如下裝置（部分固定裝置已略去）制備氮化鈣．

（1）按圖連接好實驗裝置．檢查裝置氣密性的方法是

關閉活塞k，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，若導管末端有氣泡冒出，撤去酒精燈冷卻后，在導管內形成一段水柱，則證明裝置的氣密性良好．

．
（2）實驗前，該小組對實驗操作進行討論：
①小張認為加熱時既然銅能與氧氣反應，那么鈣也能與氧氣反應，他的判斷依據是

鈣比銅活潑

．所以實驗時先打開活塞k，再通入N₂一段時間，以趕出管內的空氣．
②小王認為在實驗過程中導管末端必須插入試管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，生成氧化鈣，引入雜質

．
③小黃認為裝置B可省略，而小高卻覺得裝置B有作用，請分析裝置B的作用

防倒吸

．
（3）已知氮原子的結構示意圖為請你初步推斷氮化鈣的化學式

Ca₃N₂

．

Answer 1

分析：（1）利用裝置內空氣受熱時膨脹，若在插入水中的導管末端觀察到氣泡冒出，且在停止受熱后又出現導管內形成一段水柱的現象，可檢測裝置的氣密性；（2）①鈣比銅活潑，銅能與氧氣反應，所以鈣也能與氧氣反應；②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；③防止液體倒吸，影響實驗效果；

解答：解：（1）將活塞k關閉，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，管內空氣受熱膨脹，若在導管末端觀察到有氣泡冒出，且在撤去酒精燈冷卻后，裝置內氣體體積減小，導管內形成一段水柱時，可判斷裝置氣密性良好；
（2）①鈣比銅活潑，銅能與氧氣反應，所以鈣也能與氧氣反應；
②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；
③裝置B是防止液體倒吸；
（3）氮元素最外層有5個電子易得到3個電子，所以顯-3價，鈣顯+2價，所以化學式是Ca₃N₂．
故答案為：（1）關閉活塞k，將末端導管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬玻璃管，若導管末端有氣泡冒出，撤去酒精燈冷卻后，在導管內形成一段水柱，則證明裝置的氣密性良好；（2）①鈣比銅活潑 ②防止空氣中的氧氣通過末端導管進入實驗裝置，生成氧化鈣，引入雜質；　③防倒吸；（3）Ca₃N₂．

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