Question

10．氮化鋁（AlN）是一種新型無(wú)機(jī)材料．某氮化鋁樣品中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)．已知氮化鋁和NaOH溶液能反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：
①AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑
②氧化鋁也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而全部溶解，但不生成氣體．
現(xiàn)用如圖所示中的一些裝置來(lái)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)反應(yīng)中所生成氨氣的體積來(lái)測(cè)定樣品中的氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)確定雜質(zhì)的成分（實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì)）．
（1）實(shí)驗(yàn)操作為：a、往錐形瓶中放入適量的AlN樣品；b、打開(kāi)分液漏斗的活塞往錐形瓶中加入過(guò)量的濃NaOH；c、檢驗(yàn)裝置氣密性；d、測(cè)定收集到水的體積．正確的操作順序?yàn)閏abd（用a、b、c、d字母表示）．
（2）廣口瓶中的試劑x宜選用C（填寫(xiě)序號(hào)）．
A．稀硫酸       B．酒精       C．植物油       D．水
（3）若廣口瓶?jī)?nèi)的液體沒(méi)有裝滿（上方留有少量空間），則實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH₃體積將無(wú)影響（選填“偏大”、“偏小”或“無(wú)影響”）．
（4）若實(shí)驗(yàn)中測(cè)得樣品的質(zhì)量為wg，氨氣的體積為aL（標(biāo)況下），則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{4100a}{22.4w}$%（AlN的相對(duì)分子質(zhì)量為41，每22.4L氨氣質(zhì)量為17g）．

Answer 1

分析 （1）制取氣體時(shí)，為防止裝置漏氣應(yīng)在連接裝置后立即進(jìn)行裝置氣密性檢查，確定裝置不漏氣后，本著先加固體后加液體的原則加入藥品；最后進(jìn)行氣體的收集與測(cè)量；
（2）產(chǎn)生的氨氣極易溶于水，為防止氨氣溶于水需要把氣體與水隔離，因此應(yīng)選擇不能與氨氣產(chǎn)生作用的液體作為隔離液；
（3）本次實(shí)驗(yàn)的目的在于測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積而不是收集純凈的氣體，因此，廣口瓶?jī)?nèi)的原有氣體不在測(cè)量范圍內(nèi)；
（4）樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{樣品中AlN的質(zhì)量}{樣品質(zhì)量wg}$×100%，因此，需要根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量計(jì)算參加反應(yīng)氮化鋁的質(zhì)量；

解答 解：（1）應(yīng)先進(jìn)行裝置氣密性檢驗(yàn)，然后依次加入固體藥品、液體藥品，最后進(jìn)行氣體排出水的測(cè)量，確定產(chǎn)生氣體體積；
故答案為：cabd；
（2）酒精雖然都不能與氨氣發(fā)生反應(yīng)，但它們卻都極易揮發(fā)，揮發(fā)出來(lái)的氣體對(duì)實(shí)驗(yàn)有影響；稀硫酸與氨氣反應(yīng)，都不能達(dá)到隔離的目的；而植物油既不溶于水也不揮發(fā)，可以把氨氣與水進(jìn)行隔離；
故答案為：C；
（3）本次實(shí)驗(yàn)的目的在于測(cè)定產(chǎn)生氣體的體積而不是收集純凈的氣體，因此，廣口瓶?jī)?nèi)的原有氣體不在測(cè)量?jī)?nèi)，不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響；
故答案為：無(wú)影響；
（4）設(shè)氮化鋁的質(zhì)量為x
AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑
41                  17
 y                 $\frac{aL}{22.4L}$×17g
$\frac{41}{y}$=$\frac{17}{\frac{aL}{22.4L}×17g}$
y=$\frac{41a}{22.4}$g
樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{41a}{22.4}}{w}$×100%=$\frac{4100a}{22.4w}$%
故答案為：$\frac{4100a}{22.4w}$%

點(diǎn)評(píng) 利用化學(xué)變化前后元素種類(lèi)和質(zhì)量不變，可利用氨氣中N元素的質(zhì)量計(jì)算樣品中氮化鋁的質(zhì)量．