Question

【題目】氮化鋁（AlN)是一種新型無機非金屬材料。某AlN樣品僅含有Al2O3雜質，為測定AlN的含量，設計如下兩種實驗方案。已知：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑

【方案1】取一定量的樣品，用圖1裝置測定樣品中AlN的純度（夾持裝置已略去）。

（1）如圖1，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，首先檢查裝置氣密性，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，請提出改進意見________________。

【方案2】用圖2裝置測定mg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_____。（填字母序號）

a．CCl4 b．H2O c．NH4Cl溶液 d．C6H6

（5）若mg樣品完全反應，測得生成氣體的體積為VmL（已轉換為標準狀況），則AlN的質量分數是______。若將a處膠管用彈簧夾夾住，并把分液漏斗上口導管撥開，其它操作均同上，則最終測定的結果將________（填“偏大”“偏小”或“無影響”）

Answer 1

【答案】 防止倒吸 關閉K1，打開K2 把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置 C裝置出口處連接一個干燥裝置 ad 41V/22400m x100% 偏大

【解析】（1）分析裝置和儀器作用分析，氨氣是與濃硫酸能發生反應的氣體，易發生倒吸，圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用；

（2）組裝好實驗裝置，原理可知氣體制備需要先檢查裝置氣密性，加入實驗藥品．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．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，反應生成氨氣后衛把裝置中的氣體全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，準確測定裝置C的增重計算；

（3）裝置存在缺陷是空氣中的水蒸氣和二氧化碳也可以進入裝置C，使測定結果偏高，需要連接一個盛堿石灰干燥管；
（4）依據氨氣極易溶于水的性質分析，為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是；a．CCl4不能溶解氨氣，可以用排四氯化碳溶液的方法測定氨氣體積，故a正確；b．氨氣極易溶于水，不能排水法測定，故b錯誤；c．氨氣極易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法測定氣體體積，故c錯誤；d．氨氣不溶于苯，可以利用排苯溶液，測定氨氣的體積，故d正確；

（5）若mg樣品完全反應，測得生成氣體的體積為VmL（已轉換為標準狀況），
AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑
41 22.4L
m V×10-3L
m=41V×10-3/22.4g

則AlN的質量分數=41V/22400m。

如果將a處夾住，裝置內壓強變化則滴加的液體體積也會排出一定量的液體，所以導致測得的氣體體積偏大。