Question

氮化鋁（AlN）是一種新型無(wú)機(jī)材料，廣泛應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域．某氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)，某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn)．
【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹繙y(cè)定樣品中的氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
【實(shí)驗(yàn)原理】AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑、Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O
【實(shí)驗(yàn)裝置】
【實(shí)驗(yàn)步驟】有關(guān)操作為：a．往錐形瓶中放入適量的AlN樣品：b．從分液漏斗往錐形瓶中加入過(guò)量的NaOH濃溶液（不考慮氨氣在NaOH濃溶液中的溶解）；c．檢驗(yàn)裝置的氣密性；d．測(cè)定收集到水的體積．正確的操作順序?yàn)?!--BA-->

 

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【交流與討論】
（1）本實(shí)驗(yàn)中檢查裝置氣密性的方法是

 

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（2）廣口瓶中試劑x的作用是

 

，可以選用的物質(zhì)是

 

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（3）小李認(rèn)為廣口瓶中液體沒(méi)有裝滿(mǎn)，對(duì)氨氣體積的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生影響．你對(duì)他的觀點(diǎn)有何評(píng)價(jià)？

 

；
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，若觀察到錐形瓶中還有固體，則樣品中含有的雜質(zhì)是

 

；
（5）小李同學(xué)查閱資料得知實(shí)驗(yàn)條件下收集到的氣體密度為0.68g/L，若實(shí)驗(yàn)中所用量筒規(guī)格為500mL，則從理論上分析參加反應(yīng)的AlN質(zhì)量的最大值為

 

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Answer 1

分析：因?yàn)榈�化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)會(huì)生成氨氣，氨氣進(jìn)入廣口瓶后，如果裝置密閉，廣口瓶中壓強(qiáng)會(huì)增大，那么就會(huì)有水通過(guò)廣口瓶的長(zhǎng)管進(jìn)入量筒中，根據(jù)等量法可知，進(jìn)入到廣口瓶中水的體積就等于生成的氨氣的體積．所以通過(guò)量筒中排出的水的體積就可以知道氨氣的體積，然后有氨氣的密度求出氨氣的質(zhì)量，進(jìn)而根據(jù)方程式求出氮化鋁的質(zhì)量．

解答：解：實(shí)驗(yàn)操作順序一般是：連好裝置、檢驗(yàn)裝置的氣密性、裝入固體藥品、裝入液體藥品、收集、尾氣處理等．所以正確的操作順序應(yīng)為cabd．
（1）這個(gè)裝置要檢驗(yàn)氣密性應(yīng)先關(guān)閉分液漏斗的活塞，然后在稍微加熱錐形瓶，錐形瓶中空氣受熱膨脹，如果裝置氣密性良好，廣口瓶中壓強(qiáng)會(huì)增大，在廣口瓶右側(cè)的長(zhǎng)管中會(huì)有水柱上升；
（2）因?yàn)榘睔鈽O易溶于水，所以廣口瓶的水面上應(yīng)加一層植物油，來(lái)將氣體和水隔絕；
（3）廣口瓶中的氣壓之所以會(huì)增大，是因?yàn)橛邪睔膺M(jìn)入，所以無(wú)論廣口瓶中是否有空氣，進(jìn)入瓶中氨氣的體積都等于排進(jìn)量筒中水的體積；
（4）因?yàn)榈�化鋁中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)，氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)而碳和氫氧化鈉不反應(yīng)，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)束后錐形瓶中的剩余固體是碳；
（5）由量筒規(guī)格可知，測(cè)量氨氣體積的最大值為500ml，即0.5L，那么質(zhì)量為：0.5L×0.68g/L=0.34g
設(shè)參加反應(yīng)的AlN質(zhì)量的最大值為x
AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑
41                  17
x                   0.34g

41

17

=

x

0.34g

   x=0.82g
故答案為：【實(shí)驗(yàn)步驟】cabd
【交流與討論】
（1）關(guān)閉分液漏斗活塞，微熱錐形瓶，廣口瓶中右側(cè)導(dǎo)管水柱上升
（2）防止氨氣溶解于水；植物油
（3）小李的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，因?yàn)闊o(wú)論廣口瓶中是否有空氣，進(jìn)入瓶中氣體的體積都等于被排進(jìn)量筒中水的體積
（4）碳
（5）0.82g

點(diǎn)評(píng)：此題是實(shí)驗(yàn)和利用化學(xué)方程式計(jì)算相結(jié)合的題目，該題步驟較多，應(yīng)認(rèn)真分析，另外要掌握住等量法是做此類(lèi)實(shí)驗(yàn)題常用的方法．