Question

氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。某AlN樣品僅含有趾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____________,再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是______________,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）若m g樣品完全反應，測得生成氣體的體積為V mL(已轉換為標準狀況)，則AIN的質量分數(shù)__。

【方案3】按以下步驟測定樣品中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，測定結果將__________(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

 

Answer 1

【答案】

（1）防倒吸? （2）檢查裝置氣密性；關閉K1，打開K2；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）ad? （5）

（6）AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓??? （6）偏高

【解析】

試題分析：（1）由于反應中生成的氨氣極易溶于水，直接通入水中容易引起液體倒流，所以上圖C裝置中球形干燥管的作用是放倒吸。

（2）該裝置中有氣體產生，所以組裝好實驗裝置，首先要檢查裝置的氣密性；由于K1與空氣相連，所以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。由于裝置中還殘留的氨氣，而實驗中還需要通過濃硫酸測量氨氣的質量，所以通入氮氣的目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置。

（3）由于C裝置的出口與大氣相連，而空氣中的水蒸氣也能被濃硫酸稀釋，從而產生誤差，因此改進的措施是C裝置出口處連接一個干燥裝置。

（4）由于氨氣是堿性氣體，極易溶于水，所以量氣裝置中的X液體可以是四氯化碳或苯，答案選ad。

（5）Vml氣體是氨氣，在標準狀況下物質的量是mol，改進氮原子守恒可知，AlN的物質的量也是mol，質量是mol×41g/mol＝g，則質量分數(shù)是。

（6）氮化鋁溶于氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉，然后通入過量CO2生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，所以步驟②生成沉淀的離子方程式為AlO2－＋CO2＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓。

（7）若在步驟③中未洗滌，則沉淀質量增加，因此氮化鋁的質量增加，從而導致測定結果將偏高。

考點：考查物質純度測定實驗方案設計與評價