Question

2．氮化鈣是一種重要的化學(xué)試劑，在化工工業(yè)有重要用途．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹恐苽涞�化鈣，并探究其化學(xué)式．
【查閱資料】氮化鈣是一種棕色晶體，極易與水反應(yīng)；可以由金屬鈣在氮?dú)庵屑訜嶂?50℃右制得．
【實(shí)驗(yàn)裝置）如圖所示，部分固定裝置已略去．

【實(shí)驗(yàn)步驟】
①取空硬玻璃管，質(zhì)量為114.8g；
②檢查裝置氣密性良好，操作和現(xiàn)象是關(guān)上活塞K，用酒精燈加熱硬質(zhì)試管，右側(cè)導(dǎo)管口有氣泡冒出；
③稱取硬玻璃管和鈣，質(zhì)量為120.8g；
④搭好實(shí)驗(yàn)裝置；
⑤打開(kāi)活塞k，并通入N₂片刻；
⑥點(diǎn)燃酒精燈；
⑦繼續(xù)通N₂，將導(dǎo)管末端從試管A中撤出，再熄滅酒精燈；
⑧稱取硬玻璃管與產(chǎn)物，質(zhì)量為122.2g；
⑨取出產(chǎn)物，拆洗裝置．
【反思交流】
（1）實(shí)驗(yàn)步驟⑥可以觀察到硬玻璃管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是固體由銀白色變?yōu)樽厣��?br />（2）干燥劑的作用是防止右側(cè)的裝置內(nèi)的水蒸氣進(jìn)入左側(cè)而和氮化鈣反應(yīng)；
（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)管末端須插入試管A的水中，目的是防止空氣中的氧氣和鈣反應(yīng)；
（4）如果步驟⑦先熄滅酒精燈，再將導(dǎo)管從試管A中撤出，會(huì)出現(xiàn)的現(xiàn)象是水倒吸進(jìn)入U(xiǎn)型管；
【數(shù)據(jù)分析】
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算得到化學(xué)式Ca_xN₂，其中X=3；
（6）如果實(shí)驗(yàn)步驟⑤⑥顛倒，實(shí)驗(yàn)步驟⑧測(cè)得數(shù)據(jù)m的取值范圍是122.2～123.2．

Answer 1

分析 根據(jù)給出的轉(zhuǎn)化關(guān)系對(duì)應(yīng)的過(guò)程分析每個(gè)對(duì)應(yīng)的問(wèn)題，或者直接分析每個(gè)問(wèn)題，從給出的信息中找對(duì)應(yīng)的信息．

解答 解：該裝置的氣密性在連接好后可以用雙手捂住試管加熱，但是效果不明顯，所以采用簡(jiǎn)單加熱的方式觀察右側(cè)試管中導(dǎo)氣管口是否有氣泡．由于結(jié)論是裝置氣密性良好，所以關(guān)上活塞K，用酒精燈加熱硬質(zhì)試管，右側(cè)導(dǎo)管口有氣泡冒出．
（1）實(shí)驗(yàn)步驟⑥是鈣在加熱的條件下和氮?dú)夥磻?yīng)，由于鈣單質(zhì)為銀白色，而氮化鈣是棕色晶體，所以可以觀察到硬玻璃管中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 固體由銀白色變?yōu)樽厣��?br />（2）由于氮化鈣能夠和水反應(yīng)生成堿和氨氣，所以加入干燥劑防止右側(cè)裝置內(nèi)的水蒸氣進(jìn)入左側(cè)而和氮化鈣反應(yīng)．
（3）由于鈣很容易和氧氣反應(yīng)生成氧化鈣，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程中導(dǎo)管末端須插入試管A的水中，目的是防止 空氣中的氧氣和鈣反應(yīng)；
（4）如果步驟⑦先熄滅酒精燈，再將導(dǎo)管從試管A中撤出，此時(shí)由于裝置內(nèi)氣壓降低而導(dǎo)致水倒吸進(jìn)入U(xiǎn)型管．
【數(shù)據(jù)分析】
（5）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，鈣的質(zhì)量為120.8g-114.8g=6g，生成的氮化鈣的質(zhì)量為122.2g-114.8g=7.4g，也就是結(jié)合的氮元素的種類為7.4g-6g=1.4g，所以鈣原子和氮原子的個(gè)數(shù)比為$\frac{6g}{40}$：$\frac{1.4g}{14}$=3：2．由于給出計(jì)算得到化學(xué)式Ca_xN₂，所以X=3．
（6）如果實(shí)驗(yàn)步驟⑤⑥顛倒，則過(guò)程鈣會(huì)和氧氣反應(yīng)．設(shè)6g的鈣完全轉(zhuǎn)化成的氧化鈣為x．
2Ca+O₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CaO
80                  112
6g                   x
$\frac{80}{112}$=$\frac{6g}{x}$
x=8.4g
所以如果完全轉(zhuǎn)化為氧化鈣，則對(duì)應(yīng)的m為114.8g+8.4g=123.2g，而完全轉(zhuǎn)化為氮化鈣對(duì)應(yīng)的m為122.2g，所以當(dāng)步驟⑤⑥顛倒，實(shí)驗(yàn)步驟⑧測(cè)得數(shù)據(jù)m的取值范圍是 122.2～123.2．
故填：關(guān)上活塞K，用酒精燈加熱硬質(zhì)試管，右側(cè)導(dǎo)管口有氣泡冒出；
【反思交流】
（1）固體由銀白色變?yōu)樽厣��?br />（2）防止右側(cè)的裝置內(nèi)的水蒸氣進(jìn)入左側(cè)而和氮化鈣反應(yīng)；
（3）空氣中的氧氣和鈣反應(yīng)；
（4）水倒吸進(jìn)入U(xiǎn)型管；
【數(shù)據(jù)分析】
（5）3；
（6）122.2～123.2．

點(diǎn)評(píng) 讀圖，從中獲得解答題目所需的信息，所以在解答題目時(shí)先看解答的問(wèn)題是什么，然后帶著問(wèn)題去讀給出的圖進(jìn)而去尋找解答有用的信息，這樣提高了信息撲捉的有效性．解答的問(wèn)題實(shí)際上與復(fù)雜的轉(zhuǎn)化圖相比，其實(shí)很簡(jiǎn)單很基礎(chǔ)，或者可以說(shuō)轉(zhuǎn)化圖提供的是情境，考查基本知識(shí)．