Question

【題目】氮化鈣（Ca3N2）是一種重要的化學(xué)試劑，通常條件下為棕色易水解的固體。某小組在實(shí)驗(yàn)室制備氮化鈣并測(cè)定其純度，設(shè)計(jì)如下實(shí)臉（夾持裝置略去）：

I．氮化鈣的制備。

（1）加熱條件下，鈣和氮?dú)庵苽涞�化鈣的反應(yīng)方程式為_________。

（2）按氣流由左到右的方向，上述裝置合理的連接順字為__________(填儀器接口字母)。

（3）按連接好的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

①實(shí)驗(yàn)步驟如下，檢查裝置氣密性，加入藥品：_______（請(qǐng)按正確順序填入下列步驟的字母標(biāo)號(hào)）。

a.點(diǎn)燃裝置C處酒精燈，反應(yīng)一段時(shí)間
b.打開分液漏斗活塞

c.點(diǎn)燃裝置A處酒精燈
d.熄滅裝置A處酒精燈

e.熄滅裝置C處酒精燈
f.關(guān)閉分液漏斗活塞

②裝置B的作用為_________。

③裝置C的硬質(zhì)玻璃管中的現(xiàn)象為_________。

（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明Ca3N2中混有鈣單質(zhì)：_______________。

II．測(cè)定氮化鈣純度。

i.稱取4.0g反應(yīng)后的固體，加入足量水，將生成的氣體全部蒸出并通入100.00mL 1 .00mol/L鹽酸中，充分反應(yīng)后，將所得溶液稀釋到200 . 00 mL;

ii．取20 . 00mL稀釋后的溶液，用0 . 2mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的鹽酸，到終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液25 . 00 mL。

（5）所取固體中氮化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________。

Answer 1

【答案】 3Ca+N2Ca3N2 igh（或hg）ab（或ba）ef（或fe）jk（或kj）dc cbaefd 防止外界空氣進(jìn)入裝置C使Ca3N2變質(zhì) 銀白色金屬逐漸變?yōu)樽厣?/span> 取混合物少量于潔凈試管中，加入適量稀鹽酸，將生成的氣體凈化后，通入灼熱的CuO黑色固體變紅，則Ca3N2中混有鈣單質(zhì) 92.5%

【解析】由題意知，制備氮化鈣要用到氮?dú)夂外}，根據(jù)所給裝置可以判斷，本實(shí)驗(yàn)中所用氮?dú)鈦?lái)自于空氣，先將空氣用堿石灰干燥，再用熾熱的鐵粉除去其中氧氣，，然后再加熱條件下與鈣發(fā)反應(yīng)得到氮化鈣，由于氮化鈣易水解，所以后面要接一個(gè)保護(hù)裝置以防止水蒸氣與氮化鈣接觸反應(yīng)。

I．（1）鈣和氮?dú)庵苽涞�化鈣的反應(yīng)方程式為3Ca+N2Ca3N2。

（2）按氣流由左到右的方向，合理的連接順字為igh（或hg）ab（或ba）ef（或fe）jk（或kj）dc。

（3）①實(shí)驗(yàn)步驟如下，檢查裝置氣密性，加入藥品，點(diǎn)燃裝置A處酒精燈，打開分液漏斗活塞，點(diǎn)燃裝置C處酒精燈，反應(yīng)一段時(shí)間，熄滅裝置C處酒精燈，關(guān)閉分液漏斗活塞，熄滅裝置A處酒精燈。所以正確的順序?yàn)閏baefd。②氮化鈣易水解，而空氣中是有水蒸氣的，所以裝置B的作用為防止外界空氣進(jìn)入裝置C使Ca3N2變質(zhì)。

③因?yàn)殁}是銀白色金屬，而氮化鈣是棕色的，所以裝置C的硬質(zhì)玻璃管中的現(xiàn)象為銀白色金屬逐漸變?yōu)樽厣��?/span>

（4）要證明Ca3N2中混有鈣單質(zhì)，可以取混合物與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、氯化銨和氫氣（雖然鈣與水也能反應(yīng)生成氫氣，因氮化鈣與水反應(yīng)會(huì)生成氨氣，如果混合物直接和水反應(yīng)，生成的氣體中氨氣是主要成分，又因硫酸鈣微溶會(huì)影響固體的溶解，所以用鹽酸來(lái)與混合物反應(yīng)檢驗(yàn)鈣是最好的），生成的氣體用CuO來(lái)檢驗(yàn)，如果黑色的氧化銅變紅則證明有氫氣生成，也就證明了鈣單質(zhì)的存在。所以實(shí)驗(yàn)方案為：取混合物少量于潔凈試管中，加入適量稀鹽酸，將生成的氣體凈化后，通入灼熱的CuO黑色固體變紅，則Ca3N2中混有鈣單質(zhì)。

（5）氮化鈣與水反應(yīng)生成氨氣和氫氧化鈣，鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣和氫氣。將氨氣通入鹽酸中生成氯化銨。鹽酸的總物質(zhì)的量為0.1mol,過(guò)量的鹽酸消耗的氫氧化鈉為25.0010-3L0.2mlo/L =0.05mol，所以n(NH3)=0.05mol，由N元素守恒求出n(Ca3N2)=0.025mol，所以m(Ca3N2)=0.025mol =3.7g，所取固體中氮化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為92.5%。