Question

【題目】氮化鋁（AlN）是一種新型無機非金屬材料。某AlN樣品僅含有Al2O3雜質(zhì)，為測定AlN的含量，設(shè)計如下三種實驗方案。

已知：AlN+NaOH+H2O＝NaAlO2+NH3↑

【方案1】取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度（夾持裝置已略去）。

（1）上圖C裝置中球形干燥管的作用是 。

（2）完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先 ，再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是 ，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。

（3）由于裝置存在缺陷，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，請?zhí)岢龈倪M意見

【方案2】用右圖裝置測定m g樣品中A1N的純度（部分夾持裝置已略去）。

（4）為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是 。

a．CCl4 b．H2O

c.NH4Cl溶液 d．苯

（5）若m g樣品完全反應(yīng)，測得生成氣體的體積為V mL（已轉(zhuǎn)換為標準狀況），則AIN的質(zhì)量分數(shù)是 。

【方案3】按以下步驟測定樣品中A1N的純度：

（6）步驟②生成沉淀的離子方程式為 。

Answer 1

【答案】

（1）防止倒吸；

（2）檢查裝置氣密性，關(guān)閉K1，打開K2，把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置；

（3）C裝置出口處連接一個干燥裝置；

（4）ad（5）×100%；

（6）CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓。

【解析】

試題分析：（1）分析裝置和儀器作用分析，氨氣是與濃硫酸能發(fā)生反應(yīng)的氣體，易發(fā)生倒吸，圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用，故答案為：防止倒吸；

（2）組裝好實驗裝置，原理可知氣體制備需要先檢查裝置氣密性，加入實驗藥品．接下來的實驗操作是關(guān)閉K1，打開K2，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體．打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化．通入氮氣的目的是，反應(yīng)生成氨氣后衛(wèi)把裝置中的氣體全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，準確測定裝置C的增重計算，故答案為：檢查裝置氣密性，關(guān)閉K1，打開K2，把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置；

（3）裝置存在缺陷是空氣中的水蒸氣和二氧化碳也可以進入裝置C，使測定結(jié)果偏高，需要連接一個盛堿石灰干燥管，故答案為：C裝置出口處連接一個干燥裝置；

（4）依據(jù)氨氣極易溶于水的性質(zhì)分析，為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是；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．氨氣不溶于苯，可以利用排苯溶液，測定氨氣的體積，故d正確；故選ad．

（5）若m g樣品完全反應(yīng)，測得生成氣體的體積為V mL（已轉(zhuǎn)換為標準狀況），

AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑

41 22.4L

m V×10-3L

m=，則AlN的質(zhì)量分數(shù)=×100%=×100%，故答案為：×100%；

（6）步驟②生成的沉淀是氫氧化鋁，是偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體反應(yīng)生成，反應(yīng)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↓。