Question

【題目】氮化鋁（A1N）是一種新型無機(jī)非金屬材料。某A1N樣品僅含有Al2O3雜質(zhì)，為測定A1N的含量，設(shè)計(jì)如下三種實(shí)驗(yàn)方案。

已知：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑

（方案一）

取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中A1N的純度（夾持裝置已略去）。

（1）如圖1C裝置中球形干燥管的作用是___。

（2）完成以下實(shí)驗(yàn)步驟：組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，首先___再加入實(shí)驗(yàn)藥品。接下來的實(shí)驗(yàn)操作是___，打開分液漏斗活塞，加入濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開K1，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，測定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化，通入氮?dú)獾哪康氖?/span>___。

（3）由于裝置存在缺陷，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，請?zhí)岢龈倪M(jìn)意見____。

（方案二）

用如圖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___。

a．CCl4 b．H2O c．NH4Cl溶液 d．苯

（5）若mg樣品完全反應(yīng)，測得生成氣體的體積為VmL（已轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況），則A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)____。

（方案三）

按如圖3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(jié)果將___（填“偏高”“偏低’或“無影響”）。

（8）實(shí)驗(yàn)室制取NO2氣體。在如圖4虛線框內(nèi)畫出用銅與濃硝酸制取和收集NO2的裝置簡圖___（夾持儀器略）。

Answer 1

【答案】防止倒吸 檢查裝置氣密性 關(guān)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(gè)干燥裝置 ad ×100% CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓ 偏高

【解析】

（1）分析裝置和儀器作用分析，氨氣是和濃硫酸能發(fā)生反應(yīng)的氣體，易發(fā)生倒吸，儀器作用是防止倒吸的作用；

（2）組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，依據(jù)原理可知?dú)怏w制備需要先檢查裝置氣密性，加入實(shí)驗(yàn)藥品．接下來的實(shí)驗(yàn)操作是關(guān)閉K1，打開K2，反應(yīng)生成氨氣后未把裝置中的氣體全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，準(zhǔn)確測定裝置C的增重計(jì)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(jìn)入裝置C，使測定結(jié)果偏高，需要連接一個(gè)盛堿石灰干燥管；

（4）依據(jù)氨氣極易溶于水的性質(zhì)分析判斷；

（5）依據(jù)化學(xué)方程式定量關(guān)系計(jì)算得到，若m g樣品完全反應(yīng)，測得生成氣體的體積為V mL（已轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況），

m=，計(jì)算得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式；

（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?xì)怏w反應(yīng)生成；

（7）沉淀不洗滌得到濾渣質(zhì)量會(huì)增大，測定結(jié)果會(huì)偏高；

（8）銅與濃硝酸反應(yīng)為固體和液體的反應(yīng)，不需要加熱，生成的NO2能和水反應(yīng)，密度比空氣大，所以要用向上排空氣法收集，據(jù)此可畫出裝置圖。

（1）氨氣是與濃硫酸能發(fā)生反應(yīng)的氣體，易發(fā)生倒吸，圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸，故答案為：防止倒吸；

（2）組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，氣體制備需要先檢查裝置氣密性，然后再加入實(shí)驗(yàn)藥品．接下來的實(shí)驗(yàn)操作是關(guān)閉K1，打開K2，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體．打開K1，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，測定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮?dú)獾哪康氖�，反�?yīng)生成氨氣后為把裝置中的氣體全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，準(zhǔn)確測定裝置C的增重計(jì)算，故答案為：檢查裝置氣密性；關(guān)閉K1，打開K2；把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置；

（3）裝置存在缺陷是空氣中的水蒸氣可以進(jìn)入裝置C，使測定結(jié)果偏高，需要連接一個(gè)盛堿石灰干燥管，故答案為：C裝置出口處連接一個(gè)干燥裝置；

（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(cuò)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(cuò)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mg樣品完全反應(yīng)，測得生成氣體的體積為VmL（已轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)狀況），

m=

則AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=×100%=×100%，故答案為：×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?xì)怏w反應(yīng)生成，反應(yīng)的離子方程式為：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓，故答案為：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓；

（7）若在步驟③中未洗滌沉淀，得到濾渣質(zhì)量會(huì)增大，測定結(jié)果會(huì)偏高，故答案為：偏高；

（8）銅與濃硝酸反應(yīng)為固體和液體的反應(yīng)，不需要加熱，生成的NO2的能和水反應(yīng)，密度比空氣大，所以要用向上排空氣法收集，據(jù)此可畫出裝置圖為，故答案為：。