Question

【题目】氮化铝(AIN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有趾Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案。

（1）上图C装置中球形干燥管的作用是_____________________。

（2）实验步骤：组装好实验装置，检查好装置气密性再加入实验药品，接下来关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化，通入氮气的目的____________________。

（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见__________________。

【方案2】用如图装置测定mg样品中A1N的纯度（部分夹持装置已略去）。

（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体不可以是_____________________。

A.NH4Cl溶液 b.CCl4 c.H2O d.苯

（5）若ag样品完全反应，测得生成气体的体积为bmL（已转换为标准状况），则AlN的质量分数是__________。

（6）写出步骤中发生的化学反应方程式_______________________________。

（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。

Answer 1

【答案】 防倒吸 把装置中残留的氨气全部赶入C装置 C装置出处连接一个干燥装置 a,c (416/224a)% AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ 偏高

【解析】（1）分析装置和仪器作用分析，氨气是与浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸，图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用；

（2）组装好实验装置，原理可知气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品。接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是将反应生成的氨气全部转移到装置C中被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算；

（3）装置存在缺陷是空气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管；

（4）依据氨气极易溶于水的性质分析，a．氨气极易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法测定气体体积，故a错误；b． CCl4不能溶解氨气，可以用排四氯化碳溶液的方法测定氨气体积，故b正确；c．氨气极易溶于水，不能排水法测定，故c错误；d．氨气不溶于苯，可以利用排出苯溶液，测定氨气的体积，故d正确；则测量气体装置中的X液体不可以是a、c。

（5）氮化铝(AIN)与氢氧化钠溶液反应方程式：AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑，则n(NH3)=n(AIN)=bmL×10-3/22.4L/mol，则AlN的质量分数= [(bmL×10-3/22.4L/mol)×41g/mol/ag] ×100%=(41b/224a)%。

（6）氮化铝(AIN)与氢氧化钠溶液反应方程式：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑；

（7）若在步骤③中未洗涤，沉淀不洗涤得到滤渣质量会增大，测定结果会偏高。