Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。某A1N樣品僅含有A12O3雜質，為測定AlN的含量，設計如下三種實驗方案。

已知：A1N+NaOH+H2O===NaA1O2+NH3↑

[方案Ⅰ]取一定最的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持儀器已略去)。

（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，加入濃溶液，至不再產生氣體．打開K1，通入氨氣一段時間，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________________________；

【方案二】

用下圖裝置測定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_________；

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A1N的質量分數____________________；

【方案三】

按下圖步驟測定樣品中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）防止發生倒吸

（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裝置中

（3）在C裝置出口處連接一個干燥裝置

（4）AD

（5）41V×10-3/22.4m

（6）AlO2-+CO2+2H2OHCO3-+Al(OH)3↓

（7）偏高

【解析】

試題分析：（1）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）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；故選ad；

（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)，

AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑

41 22.4L

m V×10-3L

m=，則AlN的質量分數=×100%=×100%；

（6）步驟②生成的沉淀是氫氧化鋁，是偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳氣體反應生成，反應的離子方程式為：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓；

（7）若在步驟③中未洗滌，沉淀不洗滌得到濾渣質量會增大，測定結果會偏高。