小明同学通过查阅资料了解到金属钙是一种非常活泼的金属,易与氧气、水等发生反应,加热时还能与氮气化合。因此小明同学在老师的指导下利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙。

(1)老师指出,反应过程中末端导管必须始终插入试管A的水中,否则会导致 空气中的氧气进入装置与钙发生反应空气中的氧气进入装置与钙发生反应。该装置中的U型管起到的作用是 防止水倒流防止水倒流。
(2)该装置气密性的检查方法为:按图装配好仪器,关闭活塞k,将末端导管插入试管A的水中,用酒精灯微热硬玻璃管,若导管末端有气泡冒出,撤去酒精灯冷却后,在导管内形成一段水柱,则证明装置的气密性良好按图装配好仪器,关闭活塞k,将末端导管插入试管A的水中,用酒精灯微热硬玻璃管,若导管末端有气泡冒出,撤去酒精灯冷却后,在导管内形成一段水柱,则证明装置的气密性良好。
制备氮化钙的操作步骤:
①在检查装置气密性后,先通入一段时间的氮气;
②点燃酒精灯,进行反应;
③反应结束后,先熄灭酒精灯,继续通氮气至玻璃管冷却到室温后再关闭活塞K;
④拆除装置,取出产物。
(3)步骤①先通入一段时间的氮气后再点燃酒精灯,其目的是 排出玻璃管中的空气排出玻璃管中的空气。
(4)写出制备氮化钙的化学方程式 3Ca+N2 △ Ca3N23Ca+N2 △ Ca3N2。(已知氮化铝的化学式为A1N。)
(5)数据记录如下:
△
△
空玻璃管质量m0/g | 玻璃管与钙的质量m1/g | 玻璃管与产物的质量m2/g |
14.80 | 15.08 | 15.15 |
4:1
4:1
。【答案】空气中的氧气进入装置与钙发生反应;防止水倒流;按图装配好仪器,关闭活塞k,将末端导管插入试管A的水中,用酒精灯微热硬玻璃管,若导管末端有气泡冒出,撤去酒精灯冷却后,在导管内形成一段水柱,则证明装置的气密性良好;排出玻璃管中的空气;3Ca+N2 Ca3N2;4:1
△
【解答】
【点评】
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