Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料。某A1N樣品僅含有A12O3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：A1N+NaOH+H2O===NaA1O2+NH3↑

[方案Ⅰ]取一定最的樣品，用以下裝置測(cè)定樣品中AlN的純度(夾持儀器已略去)。

（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(lái)的實(shí)驗(yàn)操作是______________，打開分液漏斗活塞，加入濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體．打開K1，通入氨氣一段時(shí)間，測(cè)定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化通入氮?dú)獾哪康氖莀_______________________；

（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________________________；

【方案二】

用下圖裝置測(cè)定mg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A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)____________________；

【方案三】

按下圖步驟測(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(wú)影響”)。

Answer 1

【答案】（1）防止發(fā)生倒吸

（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裝置中

（3）在C裝置出口處連接一個(gè)干燥裝置

（4）AD

（5）41V×10-3/22.4m

（6）AlO2-+CO2+2H2OHCO3-+Al(OH)3↓

（7）偏高

【解析】

試題分析：（1）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；

（2）組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，原理可知?dú)怏w制備需要先檢查裝置氣密性，加入實(shí)驗(yàn)藥品．接下來(lái)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．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�，反�?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(zhǔn)確測(cè)定裝置C的增重計(jì)算；

（3）裝置存在缺陷是空氣中的水蒸氣和二氧化碳也可以進(jìn)入裝置C，使測(cè)定結(jié)果偏高，需要連接一個(gè)盛堿石灰干燥管；

（4）a．CCl4不能溶解氨氣，可以用排四氯化碳溶液的方法測(cè)定氨氣體積，故a正確；b．氨氣極易溶于水，不能排水法測(cè)定，故b錯(cuò)誤；c．氨氣極易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法測(cè)定氣體體積，故c錯(cuò)誤；d．氨氣不溶于苯，可以利用排苯溶液，測(cè)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(cè)得生成氣體的體積為V mL(已轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，

AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑

41 22.4L

m V×10-3L

m=，則AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=×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(guò)量二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成，反應(yīng)的離子方程式為：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓；

（7）若在步驟③中未洗滌，沉淀不洗滌得到濾渣質(zhì)量會(huì)增大，測(cè)定結(jié)果會(huì)偏高。