Question

氮化鋁(AlN)是一種新型無機(jī)非金屬材料。某AlN樣品僅含有趾Al2O3雜質(zhì)，為測(cè)定AlN的含量，設(shè)計(jì)如下三種實(shí)驗(yàn)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(cè)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(shí)驗(yàn)步驟：組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，首先____________,再加入實(shí)驗(yàn)藥品。接下來的實(shí)驗(yàn)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?dú)庖欢螘r(shí)間，測(cè)定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮?dú)獾哪康氖?/span>______________。

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

【方案2】用右圖裝置測(cè)定m g樣品中A1N的純度(部分夾持裝置已略去)。

(

（4）為測(cè)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．

（5）若m g樣品完全反應(yīng)，測(cè)得生成氣體的體積為V mL(已轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則AIN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__。

【方案3】按以下步驟測(cè)定樣品中A1N的純度：

（6）步驟②生成沉淀的離子方程式為___________________。

（7）若在步驟③中未洗滌，測(cè)定結(jié)果將__________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

 

Answer 1

【答案】

（1）防倒吸? （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(gè)干燥裝置? （4）ad? （5）

（6）AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓??? （6）偏高

【解析】

試題分析：（1）由于反應(yīng)中生成的氨氣極易溶于水，直接通入水中容易引起液體倒流，所以上圖C裝置中球形干燥管的作用是放倒吸。

（2）該裝置中有氣體產(chǎn)生，所以組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，首先要檢查裝置的氣密性；由于K1與空氣相連，所以接下來的實(shí)驗(yàn)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。由于裝置中還殘留的氨氣，而實(shí)驗(yàn)中還需要通過濃硫酸測(cè)量氨氣的質(zhì)量，所以通入氮?dú)獾哪康氖前蜒b置中殘留的氨氣全部趕入C裝置。

（3）由于C裝置的出口與大氣相連，而空氣中的水蒸氣也能被濃硫酸稀釋，從而產(chǎn)生誤差，因此改進(jìn)的措施是C裝置出口處連接一個(gè)干燥裝置。

（4）由于氨氣是堿性氣體，極易溶于水，所以量氣裝置中的X液體可以是四氯化碳或苯，答案選ad。

（5）Vml氣體是氨氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下物質(zhì)的量是mol，改進(jìn)氮原子守恒可知，AlN的物質(zhì)的量也是mol，質(zhì)量是mol×41g/mol＝g，則質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。

（6）氮化鋁溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉，然后通入過量CO2生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，所以步驟②生成沉淀的離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓。

（7）若在步驟③中未洗滌，則沉淀質(zhì)量增加，因此氮化鋁的質(zhì)量增加，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果將偏高。

考點(diǎn)：考查物質(zhì)純度測(cè)定實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)