Question

氮化鋁（AIN）是一種新型無機(jī)材料，廣泛應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域。某化學(xué)研究小組利用氮?dú)狻⒀趸�鋁和活性炭制取氮化鋁，設(shè)計(jì)下圖實(shí)驗(yàn)裝置。

試回答：
（1）實(shí)驗(yàn)中用飽和NaNO₂與 NH₄C溶液制取氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式為             。
（2）裝置中分液漏斗與蒸餾燒瓶之間的導(dǎo)管A的作用是          （填寫序號(hào)）。
a.防止NaNO₂飽和溶液蒸發(fā)   b.保證實(shí)驗(yàn)裝置不漏氣  c.使NaNO₂飽和溶液容易滴下
（3）按圖連接好實(shí)驗(yàn)裝置，檢查裝置氣密性的方法是                          。
（4）化學(xué)研究小組的裝置存在嚴(yán)重問題，請(qǐng)說明改進(jìn)的辦法                     。
（5）反應(yīng)結(jié)束后，某同學(xué)用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來測(cè)定氮化鋁樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì)）。已知：氮化鋁和NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)₄]和氨氣
。
①廣口瓶中的試劑X最好選用       （填寫序號(hào)）。
a.汽油        b.酒精       c.植物油     d.CCl₄
②廣口瓶中的液體沒有裝滿（上方留有空間），則實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH₃的體積將    （填“偏大”、“偏小”、“不變”）。
③若實(shí)驗(yàn)中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為10.0g，測(cè)得氨氣的體積為3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為           。

Answer 1

 （14分）（1）NaNO₂＋MH₄ClNaCl＋N₂↑＋2H₂O（2分） （2）c（2分）
（3）在干燥管D末端連接一導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入燒杯中的液面下，用酒精燈微熱蒸餾燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，撤掉酒精燈一段時(shí)間，導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱，說明氣密性良好（其它答案合理即可）（2分）
（4）在干燥管D末端連一尾氣處理裝置（答案合理即可）（2分）
（5）①c ②不變 ③61.5%（每空2分，共6分）

試題分析：（1）飽和NaNO₂與 NH₄C溶液制取氮?dú)�，則根據(jù)原子守恒可知，還應(yīng)該有水和氯化鈉生成，因此實(shí)驗(yàn)中用飽和NaNO₂與 NH₄C溶液制取氮?dú)獾幕瘜W(xué)方程式為NaNO₂＋MH₄ClNaCl＋N₂↑＋2H₂O。
（2）由于蒸餾燒瓶中有氣體生成，壓強(qiáng)大，分液漏斗中的液體不易滴下。分液漏斗與蒸餾燒瓶之間的導(dǎo)管A連接后，可以保持壓強(qiáng)相同，使NaNO₂飽和溶液容易滴下，答案選c。
（3）一般常用空氣熱脹冷縮法，因此根據(jù)該實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)可知，檢查裝置氣密性的方法是在干燥管D末端連接一導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入燒杯中的液面下，用酒精燈微熱蒸餾燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，撤掉酒精燈一段時(shí)間，導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱，說明氣密性良好。
（4）由于氮?dú)�、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁的同時(shí)，還有CO生成，所以必須有尾氣處理裝置，即在干燥管D末端連一尾氣處理裝置。
（5）①氮化鋁和NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)₄]和氨氣，所以要通過排水法測(cè)量氨氣的體積，則根據(jù)氨氣極易溶于水可知，X應(yīng)該是密度小于水與水不溶的試劑。汽油易揮發(fā)，a不正確。酒精和水互溶，四氯化碳密度大于水，因此選項(xiàng)bd均不正確。植物油密度小于水、不溶于水，c正確，答案選c。
②廣口瓶中的液體沒有裝滿（上方留有空間），由于排除的水是依據(jù)壓強(qiáng)差來完成的，所以對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不影響，即則實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH₃的體積將不變。
③測(cè)得氨氣的體積為3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），氨氣的物質(zhì)的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，則根據(jù)氮原子守恒可知，氮化鋁的物質(zhì)的量是0.15mol，質(zhì)量是0.15mol×41g/mol＝6.15g，所以品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝61.5%。