Question

16．某氮化鋁（AlN）樣品僅含有Al₂O₃雜質(zhì)，某學習小組為測定該氮化鋁樣品中A1N的純度，設計如下2種方案 （查閱資料得知：AIN+NaOH+3H₂O═Na[Al（OH）₄]+NH₃↑）．
方案一：量氣法--如圖1所示．

（1）按圖連接好裝置，檢查裝置氣密性的方法是往量氣管中注水至左右兩管出現(xiàn)液面差，靜置片刻，液面差不發(fā)生變化，則氣密性良好．
（2）導管a的主要作用是：①消除由于NaOH溶液的加入引起的所測氣體體積不準確；②平衡分液漏斗上方與廣口瓶內(nèi)壓強，使液體容易滴下．
（3）為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是AD（填標號）．
A．CCl₄B．H₂OC．NH₄C1溶液D．植物油
（4）若取m g樣品與NaOH濃溶液完全反應后，測得生成氣體的體積為V mL（標準狀況）．則樣品中A1N的純度為$\frac{41V}{22400m}$×100%．
方案二：重量法--如圖2所示．
（5）步驟②反應的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓．
（6）若準確稱取m₁g樣品，實驗測得樣品中A1N的純度偏高，可能的原因是沉淀洗滌不干凈（或稱量樣品的質(zhì)量偏大或氫氧化鋁灼燒不完全或其它合理答案）（寫1點）．

Answer 1

分析 方案1（1）氣密性檢查的方法是，在使所要檢查的實驗系統(tǒng)密封的條件下，通過一定方法，如改變溫度，往系統(tǒng)內(nèi)加水，或通入氣體等，改變系統(tǒng)內(nèi)的壓強，導致系統(tǒng)內(nèi)外壓強不同，然后觀察現(xiàn)象；
（2）導氣管a聯(lián)通分液漏斗上方和廣口瓶，可使上下壓強一致；
（3）依據(jù)氨氣極易溶于水的性質(zhì)分析判斷；
（4）依據(jù)化學方程式定量關系計算得到；
方案二 樣品和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉含氨氣，偏鋁酸鈉和二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀，對沉淀洗滌、灼燒得到氧化鋁，m₂g為氧化鋁的質(zhì)量．
（5）步驟②是偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉；
（6）沉淀不洗滌得到濾渣質(zhì)量會增大，測定結(jié)果會偏高．

解答 解：（1）此裝置可采取往系統(tǒng)中加水，使內(nèi)外壓強不同通過形成液面差不變說明氣密性良好，
故答案為：往量氣管中注水至左右兩管出現(xiàn)液面差，靜置片刻，液面差不發(fā)生變化，則氣密性良好；
（2）導氣管a聯(lián)通分液漏斗上方和廣口瓶，可使上下壓強一致，所以平衡分液漏斗上方與廣口瓶內(nèi)壓強，使液體容易滴下；
故答案為：平衡分液漏斗上方與廣口瓶內(nèi)壓強，使液體容易滴下；
（3）氨氣極易溶于水，為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體不能溶解氨氣或與氨氣反應，則
A．CCl₄不能溶解氨氣，可以用排四氯化碳溶液的方法測定氨氣體積，故A正確；
B．氨氣極易溶于水，不能排水法測定，故B錯誤；
C．氨氣極易溶于水，不能用排NH₄Cl溶液的方法測定氣體體積，故C錯誤；
D．氨氣不溶于植物油，可以利用排植物油方法，測定氨氣的體積，故D正確；
故選AD；
（4）若m g樣品完全反應，測得生成氣體的體積為V mL（已轉(zhuǎn)換為標準狀況），設氮化鋁純度為x，
AlN+NaOH+H₂O═NaAlO₂+NH₃↑
41g                    22.4L
mxg                     V×10^-3L
x=$\frac{41V×10{\;}^{-3}}{22.4m}$×100%=$\frac{41V}{22400m}$×100%，
故答案為：$\frac{41V}{22400m}$×100%；
（5）步驟②是偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體反應生成氫氧化鋁和碳酸氫鈉，反應的離子方程式為CO₂+AlO₂^-+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓，
故答案為：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（6）若在步驟③中未洗滌，沉淀不洗滌得到濾渣質(zhì)量會增大，測定結(jié)果會偏高，氫氧化鋁灼燒不完全，導致m₂偏大，測定結(jié)果偏高等，
故答案為：沉淀洗滌不干凈（或稱量樣品的質(zhì)量偏大或氫氧化鋁灼燒不完全或其它合理答案）．

點評 此題是實驗和利用化學方程式計算相結(jié)合的題目，難度中等，該題步驟較多，應認真分析，另外要掌握關系法、差量法的應用．