Question

(15分)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，為測定AlN的含量，設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，首先檢查裝置氣密性；再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是關閉K1，打開K2,打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應前后的質量變化。通入氮氣的目的是______________。

（3）由于裝置存在缺陷，導致測定結果偏高，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．

（5）實驗結束時，讀取量氣裝置中的X液體的體積時應注意的問題有 ； ； 。

【方案3】按以下步驟測定樣品中A1N的純度：

（6）樣品中A1N的質量分數為 （用含m1 m2的代數式表示）。

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

Answer 1

（1）防倒吸 （2）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）A、D ；

（5）先等反應后體系的溫度恢復到室溫；移動右側的量氣管使兩側液面相平；水平讀數。

（6）(41m2/51m1) ；（7）偏高 ；

【解析】

試題分析：（1）上圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸現象的發(fā)生；（2）在實驗完畢，通入氮氣的目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置，減小實驗誤差；（3）AlN與NaOH溶液發(fā)生反應產生氨氣。由于在溶液中含有水，氨氣與堿石灰不能發(fā)生反應，不能被吸收，但是濃硫酸有吸水性，除了吸收氨氣，還可能吸收空氣中的水分，導致測定結果偏高，改進方法是C裝置出口處連接一個干燥裝置；（4）為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體不能吸收、溶解氨氣，可以是CCl4、苯，因此選項是A、D；（5）實驗結束時，讀取量氣裝置中的X液體的體積時應注意的問題有先等反應后體系的溫度恢復到室溫；移動右側的量氣管使兩側液面相平；水平讀數。（6）樣品中加入過量的NaOH溶液，發(fā)生反應產生NaAlO2；然后向溶液中通入過量的CO2，發(fā)生反應產生Al(OH)3；將Al(OH)3過濾出來，洗滌干凈，然后灼燒，發(fā)生分解反應產生Al2O3，n(Al2O3)=(m2÷102)mol；根據Al守恒可得n(AlN)= 2n(Al2O3)= (m2/51)mol，所以A1N的質量分數為{[(m2/51)mol×41g/mol] ÷m1}×100%=(41m2/51m1) ×100%。（7）若在步驟③中未洗滌，則沉淀的質量就偏多，使測定結果將偏高。

考點：考查儀器的作用、試劑的選擇使用、氣體量取應該注意的問題、物質純度的計算的知識。