问题标题:
曾经有一种固氮的方法:1100°C通N2和CaC2反应得到CaCN2.已知:CaCN2+3H2O=2NH3↑+CaCO3↓(1)某同学采用图1装置(加热和夹持仪器已略去)制取少量的CaCN2①U形管中盛放的物质是___(填一种)
问题描述:
曾经有一种固氮的方法:1100°C通N2和CaC2反应得到CaCN2.已知:CaCN2+3H2O=2NH3↑+CaCO3↓
(1)某同学采用图1装置(加热和夹持仪器已略去)制取少量的CaCN2
①U形管中盛放的物质是___(填一种),其作用是:___
②___(填“能”或“不能”)用普通玻璃管代替图中石英管;
(2)检验反应后的固体(用W表示)中含有氮元素该同学将适量W溶于水,有气泡产生,说明固体中含有氮元素,该结论不正确.若要得出正确结论,还需进行的实验是___.
(3)测定W中CaCN2的质量分数
步骤Ⅰ:按图2所示装置(夹持仪器已略去)进行实验:关闭弹簧夹,将漏斗中溶液逐滴加入到三颈瓶中,当W反应完全后,打开弹簧夹,通入氮气,直至氨气被200mL0.1mol•L-1硫酸完全吸收.
步骤Ⅱ:准确量取烧杯中溶液20.00mL置于锥形瓶中,滴入几滴指示剂,用cmol•L-1NaOH溶液滴定过量的硫酸,实验测得消耗标准溶液的平均体积为vmL.
已知三种常用指示剂变色pH范围如下:
变色pH范围 | 3.1~4.4 | 8.0~10.0 | 4.4~6.2 |
说明 | pH<3.1显红色 pH>4.4显黄色 | pH<8.0显无色 pH>10.0显红色 | pH<4.4显红色 pH>6.2显黄色 |
②三颈瓶中除了发生生成氨气的反应,还有:___(用化学方程式表示),烧杯中最终吸收氨气的物质的量为___mol;经进一步计算可求得W中CaCN2质量分数.
③上述实验所得结果明显偏小,若不考虑装置的气密性和操作误差,则导致结果偏小的可能原因是___(写1种).
马天才回答:
(1)①由于碳化钙极易与水反应,因此U形管中有关盛放固体干燥剂防止水蒸气进入,因此可以是碱石灰或无水氯化钙等;
故答案为:碱石灰或无水氯化钙等;防止空气中的水进入石英管影响实验;
②由于普通玻璃中含有二氧化硅,而在高温下二氧化硅能与碳酸钙反应生成硅酸钙和CO2,所以不能用普通玻璃管代替图中石英管;
故答案为:不能;
(2)由于过量的碳化钙也能与水反应产生气泡,因此要验证含有氮元素,还必须检验生成的气体中含有氨气,所以正确的操作是将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素;
故答案为:将湿润的红色石蕊试纸置于容器口,试纸变蓝色,说明固体中含有氮元素;
(3)①滴定前溶液显酸性,而b指示剂在酸性条件下是无色的,当硫酸恰好被反应后,硫酸铵溶液还是显酸性的,因此如果用b指示剂,溶液仍然是无色的,因此不宜选用的是b;
故答案为:b;
②样品中有碳化钙,碳化钙能与水反应生成乙炔和氢氧化钙,反应方程式为CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2,消耗氢氧化钠的物质的量是0.001cvmol,则根据反应式2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知剩余硫酸的物质的量是0.0005cvmol×200mL20mL
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