Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如下儀器組裝一套制備氮化硼晶體的裝置．反應(yīng)原理是B₂O₃+2NH₃ 

高溫  .

2BN+3H₂O．（已知：BN高溫下能被空氣氧化，不溶于水；B₂O₃難溶于冷水但可溶于熱水．）

（1）各儀器接口由左到右的連接順序?yàn)?!--BA-->

eabcdfgh

．
（2）實(shí)驗(yàn)過程分為如下操作：①提純BN ②滴加濃氨水 ③添加藥品 ④連接裝置⑤加熱管式電爐⑥檢查裝置氣密性 ⑦取出反應(yīng)混合物 ⑧停止加熱，繼續(xù)通一段時間的氨氣．則正確的操作順序?yàn)?!--BA-->

④⑥③②⑤⑧⑦①

（填序號）．
（3）裝置D的作用是

防止倒吸

．
（4）裝置C能產(chǎn)生氨氣的原因有

氨水中存在可逆反應(yīng)NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰與水反應(yīng)消耗水，促使氨氣放出；或生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣電離出大量OH^-，反應(yīng)逆向進(jìn)行有利于NH₃放出；或生石灰與水反應(yīng)放出大量熱，促進(jìn)NH₃?H₂O分解，并使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出．

（答出其中一項(xiàng)即可）．
（5）管式電爐加熱反應(yīng)前必須進(jìn)行的一步操作是

除去裝置中的氧氣

，反應(yīng)結(jié)束時，繼續(xù)通一段時間氨氣的目的是

冷卻反應(yīng)混合物防止BN被氧化

．
（6）除去產(chǎn)物中未反應(yīng)的B₂O₃并得到純凈的BN固體的實(shí)驗(yàn)操作是

將粗產(chǎn)品加入適量的熱水，充分?jǐn)嚢韬蟪脽徇^濾，用熱水洗滌濾渣2～3次，烘干

．

Answer 1

分析：（1）該實(shí)驗(yàn)裝置順序是：氣體制取裝置→氣體干燥裝置→氨氣和氧化硼反應(yīng)裝置→尾氣處理緩沖裝置→尾氣處理裝置；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)存在步驟進(jìn)行排序，注意氨氣和氧化硼反應(yīng)前應(yīng)該排除空氣的干擾；
（3）有緩沖裝置的能防止倒吸；
（4）根據(jù)氨水的電離及生石灰溶于水的反應(yīng)熱特點(diǎn)來進(jìn)行分析解答；
（5）根據(jù)已知條件BN高溫下能被空氣氧化，所以要除去空氣；
（6）根據(jù)BN高溫下能被空氣氧化，不溶于水；B₂O₃難溶于冷水但可溶于熱水來選取操作方法．

解答：解：（1）要使B₂O₃+2NH₃ 

高溫  .

2BN+3H₂O發(fā)生，首先要制取氨氣，用濃氨水制取的氨氣中含有水分所以要對氨氣進(jìn)行干燥，然后是氨氣和氧化硼反應(yīng)生成氮化硼，氨氣極易溶于水易產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，所以尾氣處理之前要有緩沖裝置，氨氣有刺激性氣味能污染空氣，所以還要有尾氣處理裝置，所以該實(shí)驗(yàn)裝置順序是：氣體制取裝置→氣體干燥裝置→氨氣和氧化硼反應(yīng)裝置→尾氣處理緩沖裝置→尾氣處理裝置，各儀器接口由左到右的連接順序?yàn)閑abcdfgh，
故答案為：eabcdfgh；            
（2）該實(shí)驗(yàn)操作步驟為：先連接裝置，再 檢驗(yàn)裝置的氣密性，如果氣密性良好，然后向裝置中加固體，為得到氨氣，向C裝置中固體的加濃氨水，將生成的氨氣通入各裝置，排除空氣的干擾，再加熱管式電爐，使氨氣和氧化硼反應(yīng)生成氮化硼，反應(yīng)后停止加熱，裝置冷卻后取出反應(yīng)混合物，最后提純得到較純凈的氮化硼，所以實(shí)驗(yàn)步驟為：④⑥③②⑤⑧⑦①，
故答案為：④⑥③②⑤⑧⑦①；
（3）氨氣極易溶于水，如果將導(dǎo)氣管直接深入到稀硫酸中會產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象，為防止產(chǎn)生倒吸，必須有一個緩沖裝置，所以D是一個緩沖裝置，目的為防止倒吸，
故答案為：防止倒吸；
（4）氨水中存在可逆反應(yīng)NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰與水反應(yīng)消耗水，促使氨氣放出；或生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣電離出大量OH^-，反應(yīng)逆向進(jìn)行有利于NH₃放出；或生石灰與水反應(yīng)放出大量熱，促進(jìn)NH₃?H₂O分解，并使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出，
故答案為：氨水中存在可逆反應(yīng)NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰與水反應(yīng)消耗水，促使氨氣放出；或生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣電離出大量OH^-，反應(yīng)逆向進(jìn)行有利于NH₃放出；或生石灰與水反應(yīng)放出大量熱，促進(jìn)NH₃?H₂O分解，并使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出；
（5）BN高溫下能被空氣氧化，為防止氮化硼被氧化，所以必須首先除去各裝置中的氧氣；冷卻后還需要通入氨氣，目的是防止氮化硼被氧化，
故答案為：除去裝置中的氧氣；冷卻反應(yīng)混合物防止BN被氧化；
（6）BN高溫下能被空氣氧化，不溶于水；B₂O₃難溶于冷水但可溶于熱水，所以將粗產(chǎn)品加入適量的熱水，充分?jǐn)嚢韬蟪脽徇^濾，用熱水洗滌濾渣2～3次，烘干即可得到較純凈的氮化硼，
故答案為：粗產(chǎn)品加入適量的熱水，充分?jǐn)嚢韬蟪脽徇^濾，用熱水洗滌濾渣2～3次，烘干．

點(diǎn)評：本題考查了實(shí)驗(yàn)制備方案的設(shè)計(jì)，此種類型是考試的熱點(diǎn)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時要根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x取實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)藥品，實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般順序是：反應(yīng)發(fā)生裝置→洗氣裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣處理裝置．