Question

（2011?西安模擬）氮化鋁（AlN）是一種新型無機材料，廣泛應用于集成電路生產領域．某氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質，現用圖I中的一些裝置來進行檢驗，使氮化鋁樣品和NaOH溶液反應：
AlN+NaOH+H₂O═NaAlO₂+NH₃↑
根據反應中所生成氨氣的體積來測定樣品中的氮化鋁的質量分數，并根據實驗現象來確定雜質的成分（實驗中導管體積忽略不計）

（1）實驗有關操作為：a、往燒瓶中放入適量的AIN樣品：b、從分液漏斗往燒瓶中加入過量的濃NaOH； C、檢驗裝置的氣密性；d、測定收集到水的體積．
正確的操作順序為：

c、a、b、d

．
（2）本試驗中（圖I）檢査裝置氣密性的方法是：

關閉分液漏斗活塞，用水緊握握熱錐形瓶，廣口瓶中右側導管水柱上升，松手后水柱回落，證明氣密性好

．
（3）廣口瓶中的試劑X可選用

C

．（填選項的標號）
A．汽油        B．酒精           C．植物油          D．CCl₄
（4）實驗結束后，若觀察到燒瓶中還有固體，則樣品中含有的雜質是

碳

．
（5）若實驗中測得樣品的質量為w g，氨氣的體積為aL（標況下），則樣品中AIN的質量分數為：

4100a

22.4w

%

．
（6）有人改用圖II裝置進行同樣實驗，通過測定燒杯中硫酸的增重來確定樣品中AIN的質量分數．你認為是否可行？

不可行

 （填入“可行”、“不可行”），原因是

氨氣極易被吸收，發生倒吸現象

．

Answer 1

分析：（1）制取氣體時，為防止裝置漏氣應在連接裝置后立即進行裝置氣密性檢查，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；最后進行氣體的收集與測量；
（2）關閉分液漏斗的活塞，裝置內形成封閉環境，如果對裝置進行加熱，裝置內氣體受熱體積變大，若氣密性良好，就會觀察到廣口瓶中右側導管水柱上升，恒溫時水柱并不回落；
（3）產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，因此應選擇不能與氨氣產生作用的液體作為隔離液；選用的試劑應是和水不互溶，且密度大于水的．
（4）氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質，氧化鋁易溶于NaOH溶液，而實驗結束后，若觀察到錐形瓶中還有固體，說明固體不溶于氫氧化鈉溶液．
（5）計算出氨氣的體積為aL的物質的量，再根據方程式計算出AlN的物質的量，進而計算AlN的質量，利用質量分數的定義計算樣品中AIN的質量分數．
（6）氨氣能與硫酸反應生成硫酸銨而使稀硫酸溶液質量增加，但由于反應較為劇烈而會使稀硫酸倒吸，而造成燒杯內質量不準確；為避免該現象出現，可在導管末端安裝倒扣漏斗防止倒吸．

解答：解：：（1）應先進行裝置氣密性檢驗，然后依次加入固體藥品、液體藥品，最后進行氣體排出水的測量，確定產生氣體體積；
故答案為：c、a、b、d；
（2）通過微熱或用手握熱使裝置內氣體使氣體體積變大，如果裝置漏氣則不會觀察到裝置內有明顯變化；如果氣密性良好，廣口瓶中右側導管水柱上升，松手后水柱回落；
故答案為：關閉分液漏斗活塞，用水緊握握熱錐形瓶，廣口瓶中右側導管水柱上升，松手后水柱回落，證明氣密性好；
（3）酒精、汽油雖然都不能與氨氣發生反應，但它們卻都極易揮發，揮發出來的氣體對實驗有影響而且揮發完后不能再起到隔離氨氣與水接觸的作用；同時由于酒精易溶于水，也不能達到隔離的目的；CCl4密度大于水，不能起到隔離作用．而植物油既不溶于水，密度小于水也不易揮發，可以把氨氣與水進行隔離；
故答案為：C；
（4）氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質，氧化鋁易溶于NaOH溶液，而實驗結束后，若觀察到錐形瓶中還有固體，說明固體不溶于氫氧化鈉溶液，所以雜質是碳；
故答案為：碳．
（5）氨氣的體積為aL（標況下）的物質的量為

aL

22.4L/mol

=

a

22.4

mol，由方程式AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑可知，樣品中AlN的物質的量為=

a

22.4

mol，所以AlN的質量為

a

22.4

mol×41g/mol=

41a

22.4

g，樣品中AIN的質量分數為

41a 22.4 g

wg

×100%=

4100a

22.4w

%．
故答案為：

4100a

22.4w

%．           
（6）氨氣極易溶于稀硫酸而出現倒吸，因此，該裝置不能準確測量產生氨氣的量；可在導管末端連接漏斗倒扣在液面上，剛氨氣大量吸收時，燒杯內液面下降而脫離接觸，可以防止稀硫酸的倒吸；
故答案為：不可行；氨氣極易被吸收，發生倒吸現象．

點評：本題考查對實驗原理的理解與實驗操作評價、物質含量測定、化學計算等，難度中等，理解實驗原理是關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力，學習中全面把握基礎知識．