【答案】
分析:【實(shí)驗(yàn)一】
甲組:(1)根據(jù)氫氧化鈉溶液與濃硫酸在實(shí)驗(yàn)中的作用,分析當(dāng)兩種裝置互換位置對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
(2)根據(jù)對(duì)反應(yīng)的說明,在高溫下氮?dú)、碳和三氧化二鋁反應(yīng)可以生成氮化鋁粉和一氧化碳,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;
乙組:根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的現(xiàn)象,推斷ⅰ中發(fā)生的反應(yīng),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式;
【實(shí)驗(yàn)反思】(1)對(duì)比兩種實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)反應(yīng)后生成CO的處理進(jìn)行分析,判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的問題;
(2)對(duì)比兩種實(shí)驗(yàn)方案,對(duì)獲得氮?dú)獾膶?shí)驗(yàn)過程進(jìn)行比較,評(píng)價(jià)獲得氮?dú)夥桨傅膬?yōu)缺點(diǎn);
【實(shí)驗(yàn)二】
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)資料中氨氣易溶于水的信息,分析實(shí)驗(yàn)中存在的用排水法測(cè)定氨氣體積中的問題,判斷該問題對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;
【實(shí)驗(yàn)討論】(1)根據(jù)對(duì)實(shí)驗(yàn)操作中需要確保裝置氣密性的認(rèn)識(shí),判斷實(shí)驗(yàn)開始之前應(yīng)進(jìn)行的操作;
(2)根據(jù)裝置中藥品或儀器的使用方法,分析實(shí)驗(yàn)中所涉及裝置的作用,判斷所指定裝置對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響;
(3)對(duì)比濃硫酸與稀硫酸在實(shí)驗(yàn)中作用的異同,判斷用濃硫酸代替稀硫酸對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響;
(4)分析緩緩?fù)ㄈ肟諝獾牟僮鲗?duì)實(shí)驗(yàn)中殘留氣體的影響,推斷該操作在實(shí)驗(yàn)過程中的目的;
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】利用所測(cè)得氨氣的質(zhì)量,根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)算出樣品中氮化鋁的質(zhì)量,從而求出樣品中氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解答:解:【實(shí)驗(yàn)一】
甲組:(1)氫氧化鈉溶液吸收空氣中二氧化碳,濃硫酸吸收通過氫氧化鈉溶液的氣體中的水,若兩裝置交換位置,則氣體中的水不能被吸收;
(2)根據(jù)信息:在高溫下氮?dú)、碳和三氧化二鋁反應(yīng)可以生成氮化鋁粉和一氧化碳,裝置D中發(fā)生反應(yīng)化學(xué)方程式為:N
2+3C+Al
2O
32AlN+3CO;
乙組:把氨氣通入盛有氧化銅的玻璃管i,加熱后觀察到玻璃管內(nèi)固體變成紅色,說明有銅生成,裝置ii中濃硫酸質(zhì)量增加,說明生成了水,結(jié)合該反應(yīng)能得到氮?dú)獾膶?shí)驗(yàn)?zāi)康模b置i中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH
3+3CuO
3Cu+3H
2O+N
2;
【實(shí)驗(yàn)反思】(1)生成氮化鋁的過程中產(chǎn)生的CO是一種有毒氣體,直接排放到空氣中會(huì)造成空氣的污染,因此實(shí)驗(yàn)中沒有對(duì)尾氣進(jìn)行處理會(huì)造成空氣污染;
(2)甲組利用空氣中含有78%的氮?dú)赓Y源獲得氮?dú),相?duì)較乙組由氨氣獲得的方法而言,甲組的實(shí)驗(yàn)不受實(shí)驗(yàn)室藥品的限制;而甲組需要經(jīng)過三步實(shí)驗(yàn)才能得到氮?dú),而乙組一步實(shí)驗(yàn)即獲得了氮?dú)猓,甲組實(shí)驗(yàn)相對(duì)繁瑣;
【實(shí)驗(yàn)二】
【實(shí)驗(yàn)反思】實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)量氨氣體積時(shí),氣體體積會(huì)受壓強(qiáng)的不同而造成較大誤差,而且實(shí)驗(yàn)中用排出水的方法測(cè)量體積,由于氨氣易溶于水,所測(cè)得體積一定會(huì)小于實(shí)際體積,導(dǎo)致結(jié)果偏;
【實(shí)驗(yàn)討論】(1)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)前要確保裝置氣密性良好,因此應(yīng)先進(jìn)行氣密性的檢查;
(2)堿石灰能吸收氣體中的水,防止水對(duì)測(cè)量質(zhì)量的影響;使用漏斗進(jìn)行氨氣的吸收,可以防止吸收過程中造成溶液的倒吸;
(3)若使用濃硫酸,濃硫酸吸收空氣中的水,使得測(cè)量氨氣質(zhì)量偏大,而使結(jié)果偏大;
(4)從導(dǎo)管A處緩緩鼓入一定量的空氣,可以使裝置內(nèi)殘留的氨氣全部被稀硫酸吸收,以保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性;
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】反應(yīng)生成氨氣的質(zhì)量=203.4g-200g=3.4g,設(shè)氮化鋁的質(zhì)量為x
AlN+NaOH+H
2O═NaAlO
2+NH
3↑
41 17
x 3.4g
=
x=8.2g
樣品中的氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
×100%=90%.
故答案為:
【實(shí)驗(yàn)一】
甲組:(1)水;(2)N
2+3C+Al
2O
32AlN+3CO;
乙組:2NH
3+3CuO
3Cu+3H
2O+N
2;
【實(shí)驗(yàn)反思】(1)未對(duì)反應(yīng)生成的CO進(jìn)行處理而直接排放到空氣中;(2)甲組利用空氣獲得氮?dú)猓梢圆皇芩幤废拗,但操作方法過于繁瑣;
【實(shí)驗(yàn)二】
【實(shí)驗(yàn)反思】沒有考慮氨氣溶于水而會(huì)使測(cè)定結(jié)果偏。惑w積的測(cè)量會(huì)因壓強(qiáng)等其它因素的影響而不準(zhǔn)確;
【實(shí)驗(yàn)討論】(1)裝置氣密性;(2)除去氣體中的水;防止液體倒吸;(3)偏大;(4)使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣充分吸收;
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】反應(yīng)生成氨氣的質(zhì)量=203.4g-200g=3.4g,設(shè)氮化鋁的質(zhì)量為x
AlN+NaOH+H
2O═NaAlO
2+NH
3↑
41 17
x 3.4g
=
x=8.2g
樣品中的氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=
×100%=90%.
點(diǎn)評(píng):通過閱讀整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程,理解實(shí)驗(yàn)的原理、操作方法及實(shí)驗(yàn)?zāi)康,為解答此類問題所要著力完成的基礎(chǔ).