【題目】某研究小組利用氮?dú)狻⒀趸X和活性炭制取氮化鋁,設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置。

請(qǐng)回答:

(1)圖1中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮?dú)猓撾x子方程式為____

(2)圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序是(可重復(fù)使用,用小寫字母a→g填寫):_______;

導(dǎo)管A的作用是_________________________________________。

(3)按要求連接好實(shí)驗(yàn)裝置后,接下來的操作是_____________________。

(4)反應(yīng)結(jié)束后,某同學(xué)用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來測(cè)定 氮化鋁樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì))。

①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣化學(xué)反應(yīng)方程式為_______________;

② 集氣瓶中的苯的作用是____________;集氣瓶中的液體沒有裝滿,則實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的體積將__________(填“偏大” “偏小”或“不變”)。

③若實(shí)驗(yàn)中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為8.0 g,測(cè)得氨氣的體積2.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________(保留3位有效數(shù)字)。

【答案】 NO2-+NH4+ 2H2O+N2 a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f 平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng),使NaNO2 飽和溶液順利滴下 檢查裝置的氣密性 AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3 防止氨氣溶于水 不變 64.1%

【解析】試題分析(1)飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮?dú)、氯化鈉和水。

(2)制備氮?dú)、干燥氮(dú)、氮(dú)馀c鋁粉反應(yīng)、最后為防止水蒸汽與氮化鋁反應(yīng)需要連接1干燥裝置;導(dǎo)管A能平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng),使NaNO2 飽和溶液順利滴下。

(3)需要制備氣體的實(shí)驗(yàn),連接好實(shí)驗(yàn)裝置后的操作是檢查裝置的氣密性。

(4)①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣和偏鋁酸鈉;

② 根據(jù)反應(yīng)生成氨氣的體積測(cè)定氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù),實(shí)驗(yàn)中要防止氨氣溶于水;根據(jù)排水量氣法的原理,收集氣體的體積與排出水的體積相等。

③根據(jù)方程式AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑,計(jì)算樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

解析(1)飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氮?dú)、氯化鈉和水,反應(yīng)離子方程式為NO2-+NH4+ 2H2O+N2 。

(2)制備氮?dú)狻⒏稍锏獨(dú)、氮(dú)馀c鋁粉反應(yīng)、最后為防止水蒸汽與氮化鋁反應(yīng)需要連接一干燥裝置,儀器理解順序是a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f ;導(dǎo)管A的作用是平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng),使NaNO2 飽和溶液順利滴下。

(3)連接好實(shí)驗(yàn)裝置后的操作是檢查裝置的氣密性。

(4)①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣和偏鋁酸鈉,反應(yīng)方程式為AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑;

② 要測(cè)定氮化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)需要準(zhǔn)確測(cè)量氨氣的體積,氨氣易溶于水,難溶于苯,所以苯的作用是防止氨氣溶于水;收集氣體的體積與排出水的體積相等,集氣瓶中的液體沒有裝滿,則實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的體積不變。

③設(shè)氮化鋁的質(zhì)量為xg

X=5.125g

樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。

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