Question

【題目】氮化鍶（Sr3N2）在工業(yè)上廣泛用于生產(chǎn)熒光粉。已知：鍶與鎂位于同主族；鍶與氮氣在加熱條件下可生成氮化鍶，氮化鍶遇水劇烈反應(yīng)。

I.利用裝置A和C制備Sr3N2

（1）寫出由裝置A制備N2的化學(xué)方程式_______。

（2）裝置A中a導(dǎo)管的作用是_______。利用該套裝置時，應(yīng)先點燃裝置A的酒精燈一段時間后，再點燃裝置C的酒精燈，理由是__________。

II.利用裝置B和C制備Sr3N2。利用裝置B從空氣中提純N2（已知：氧氣可被連苯三酚溶液定量吸收）

（3）寫出裝置B的NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_________。

（4）裝置C中廣口瓶盛放的試劑是_________。

III.測定Sr3N2產(chǎn)品的純度

（5）取ag該產(chǎn)品，向其中加入適量的水，將生成的氣體全部通入濃硫酸中，利用濃硫酸增重質(zhì)量計算得到產(chǎn)品的純度，該方法測得產(chǎn)品的純度偏高，其原因是____。經(jīng)改進后測得濃硫酸增重bg，則產(chǎn)品的純度為_____（用相關(guān)字母的代數(shù)式表示）。

Answer 1

【答案】NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O 平衡氣壓，使液體順利流下 利用生成的N2將裝置內(nèi)空氣排盡 CO2＋2OH-= CO32-＋H2O 濃硫酸 未將氣體中的水蒸氣除去，也被濃硫酸吸收引起增重（或其他合理答案） %

【解析】

I.利用裝置A和C制備Sr3N2，裝置A中NaNO2和NH4Cl反應(yīng)制備N2，由于N2中混有H2O（g），為防止氮化鍶遇水劇烈反應(yīng)，故N2與Sr反應(yīng)前必須干燥，裝置 C中廣口瓶用于除去N2中的H2O（g），堿石灰的作用是防止外界空氣進入硬質(zhì)玻璃管中。

II. 利用裝置B和C制備Sr3N2，鍶與鎂位于同主族，聯(lián)想Mg的性質(zhì)，空氣中的CO2、O2等也能與鍶反應(yīng)，為防止鍶與CO2、O2反應(yīng)，則裝置B中NaOH用于吸收CO2，連苯三酚吸收O2，裝置C中廣口瓶用于除去N2中的H2O（g），堿石灰的作用是防止外界空氣進入硬質(zhì)玻璃管中。

III. 測定Sr3N2產(chǎn)品的純度的原理為：Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3↑、2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4，根據(jù)濃硫酸增加的質(zhì)量和濃硫酸的性質(zhì)分析計算。

I.利用裝置A和C制備Sr3N2

（1）NaNO2和NH4Cl反應(yīng)制備N2，根據(jù)原子守恒還有NaCl、H2O生成，反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4Cl＋NaNO2N2↑＋NaCl＋2H2O。

（2）裝置A中a導(dǎo)管將分液漏斗上下相連，其作用是平衡氣壓，使液體順利流下；鍶與鎂位于同主族，聯(lián)想Mg的性質(zhì)，空氣中的CO2、O2等也能與鍶反應(yīng)，為防止裝置中空氣對產(chǎn)品純度的影響，應(yīng)先點燃裝置A的酒精燈一段時間，利用生成的N2將裝置內(nèi)空氣排盡，再點燃裝置C的酒精燈。

II. 利用裝置B和C制備Sr3N2

（3）鍶與鎂位于同主族，聯(lián)想Mg的性質(zhì)，空氣中的CO2、O2等也能與鍶反應(yīng)，為防止鍶與CO2、O2反應(yīng)，則裝置B中NaOH用于吸收CO2，反應(yīng)的離子方程式為CO2+2OH-=CO32-+H2O。

（4）為防止氮化鍶遇水劇烈反應(yīng)，故N2與Sr反應(yīng)前必須干燥，裝置 C中廣口瓶用于除去N2中的H2O（g），其中盛放的試劑為濃硫酸。

III.測定Sr3N2產(chǎn)品的純度的原理為：Sr3N2+6H2O=3Sr(OH)2+2NH3↑、2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4，故濃硫酸增加的質(zhì)量為NH3的質(zhì)量，由于濃硫酸具有吸水性，會將NH3中的水蒸氣一并吸收，導(dǎo)致NH3的質(zhì)量偏高，從而導(dǎo)致測得的產(chǎn)品純度偏高。經(jīng)改進后測得濃硫酸增重bg，根據(jù)N守恒，n(Sr3N2)=n(NH3)=×=mol，則m(Sr3N2)=mol×292g/mol=g，產(chǎn)品的純度為×100%=×100%。