题目内容
氮化铝（AlN）是一种新型的无机材料，广泛应用于集成电路生产领域．某氮化铝样品中含有碳或氧化铝杂质，现用图I装置进行实验，使氮化铝样品与NaOH溶液反应（反应的化学方程式为AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑），根据反应所生成的氨气的体积来测定样品中氮化铝的质量分数，并根据实验现象确定杂质的成分．实验过程记录如下：
a．检查装置的气密性；
b．往图I装置的锥形瓶中放入适量氮化铝样品，从分液漏斗往锥形瓶中加入过量浓NaOH溶液，立即发生剧烈反应，生成的氨将广口瓶中的水排入量筒中；
c．实验结束后，测量量筒中收集到的水的体积（包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积），进行计算．
（1）检査A装置气密性的方法是
（2）B装置广口瓶中的试剂X宜选用 （填下列选项字母）
A．汽油 B．酒精 C．植物油 D．四氯化碳
（3）B装置广口瓶中的液体没有装满（上方留有少量空间），实验结果测得的NH3的体积将 ．（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（4）实验结束后，若观察到A装置锥形瓶中还有固体，则样品中含有的杂质是 ．
（5）若称取wg样品进行实验，实验完成时测得氨气的体积为aL（已折算成标准状况），则样品中AlN的质量分数为 （用含w、a的关系式表示，不用化简）．
（6）有人改用上图D装置进行同样实验，通过测定E装置增加的质量来确定样品中AlN的质量分数．你认为两种实验方案中 更好（填“图I”或“图Ⅱ”）．理由是 ．
a．检查装置的气密性；
b．往图I装置的锥形瓶中放入适量氮化铝样品，从分液漏斗往锥形瓶中加入过量浓NaOH溶液，立即发生剧烈反应，生成的氨将广口瓶中的水排入量筒中；
c．实验结束后，测量量筒中收集到的水的体积（包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积），进行计算．
（1）检査A装置气密性的方法是
（2）B装置广口瓶中的试剂X宜选用
A．汽油 B．酒精 C．植物油 D．四氯化碳
（3）B装置广口瓶中的液体没有装满（上方留有少量空间），实验结果测得的NH3的体积将
（4）实验结束后，若观察到A装置锥形瓶中还有固体，则样品中含有的杂质是
（5）若称取wg样品进行实验，实验完成时测得氨气的体积为aL（已折算成标准状况），则样品中AlN的质量分数为
（6）有人改用上图D装置进行同样实验，通过测定E装置增加的质量来确定样品中AlN的质量分数．你认为两种实验方案中
分析：（1）只要先将装置密封再利用热胀冷缩原理进行气密性验证；
（2）根据广口瓶中的试剂X的作用考虑；
（3）根据反应前后广口瓶的上方留有的少量空间填充气体变化考虑；
（4）根据杂质是否与氢氧化钠溶液反应考虑；
（5）先根据每22.4L氨气质量为17g，计算出氨气的体积为aL的质量，再根据方程式计算出AlN的质量，再除以wg乘以百分之百；
（6）根据氨气能溶于硫酸，氨气完全被硫酸吸收，准确测定氨气的体积是实验成败的关键来回答．
（2）根据广口瓶中的试剂X的作用考虑；
（3）根据反应前后广口瓶的上方留有的少量空间填充气体变化考虑；
（4）根据杂质是否与氢氧化钠溶液反应考虑；
（5）先根据每22.4L氨气质量为17g，计算出氨气的体积为aL的质量，再根据方程式计算出AlN的质量，再除以wg乘以百分之百；
（6）根据氨气能溶于硫酸，氨气完全被硫酸吸收，准确测定氨气的体积是实验成败的关键来回答．
解答：解：（1）根据气压原理，检验装置气密性的方法是：关闭分液漏斗开关，使装置处于密闭体系，将导管一端浸入水中，用手紧握锥形瓶外壁，由于热胀冷缩，锥形瓶内气体受热膨胀，如果导管口有气泡冒出，说明气密性良好，否则装置漏气，
故答案为：关闭分液漏斗开关，使装置处于密闭体系，将导管一端浸入水中，用手紧握锥形瓶外壁，由于热胀冷缩，锥形瓶内气体受热膨胀，如果导管口有气泡冒出，说明气密性良好，否则装置漏气；
（2）广口瓶中的试剂X的作用是将氨气与水隔开，因为氨气极易溶于水，由于酒精能以任意比例与水互溶，所以不能用酒精，要用植物油将氨气与水隔开，水不溶于油，
故答案为：C；
（3）反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气，反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气，氨气代替了开始的空气，把最后空间中冲入的氨气当成开始时的空气即可，所以对实验结果没有影响，故答案为：无影响；
（4）氮化铝中含有碳或氧化铝杂质，氧化铝易溶于NaOH溶液，而实验结束后，若观察到锥形瓶中还有固体，说明固体不溶于氢氧化钠溶液，所以杂质是碳，
故答案为：碳；
（5）根据每22.4L氨气质量为17g，计算出氨气的体积为aL的质量：
，设生成这些氨气，需要参加反应的氮化铝质量为X则：
AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
41 17
X
根据：
=
解得X=
，所以样品中AlN的质量数为：
×100%=
×100%，故答案为：
×100%；
（6）图Ⅰ装置可以准确的测定氨气的体积，准确计算氮化铝的百分含量，但是按照装置Ⅱ进行试验，反应生成的氨不可能完全被硫酸吸收，这样会导致实验准确性差，故答案为：图Ⅰ；如果按照装置Ⅱ进行试验，反应生成的氨不可能完全被硫酸吸收，实验准确性差．
故答案为：关闭分液漏斗开关，使装置处于密闭体系，将导管一端浸入水中，用手紧握锥形瓶外壁，由于热胀冷缩，锥形瓶内气体受热膨胀，如果导管口有气泡冒出，说明气密性良好，否则装置漏气；
（2）广口瓶中的试剂X的作用是将氨气与水隔开，因为氨气极易溶于水，由于酒精能以任意比例与水互溶，所以不能用酒精，要用植物油将氨气与水隔开，水不溶于油，
故答案为：C；
（3）反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气，反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气，氨气代替了开始的空气，把最后空间中冲入的氨气当成开始时的空气即可，所以对实验结果没有影响，故答案为：无影响；
（4）氮化铝中含有碳或氧化铝杂质，氧化铝易溶于NaOH溶液，而实验结束后，若观察到锥形瓶中还有固体，说明固体不溶于氢氧化钠溶液，所以杂质是碳，
故答案为：碳；
（5）根据每22.4L氨气质量为17g，计算出氨气的体积为aL的质量：
| 17a |
| 22.4L/mol |
AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
41 17
X
| 17a |
| 22.4 |
根据：
| 41 |
| 17 |
| X | ||
|
| 41a |
| 22.4 |
| 41a |
| 22.4w |
| 41a |
| 22.4w |
| 41a |
| 22.4w |
（6）图Ⅰ装置可以准确的测定氨气的体积，准确计算氮化铝的百分含量，但是按照装置Ⅱ进行试验，反应生成的氨不可能完全被硫酸吸收，这样会导致实验准确性差，故答案为：图Ⅰ；如果按照装置Ⅱ进行试验，反应生成的氨不可能完全被硫酸吸收，实验准确性差．
点评：解答本题要知道制取气体的一般步骤，知道用排水法测定气体体积的方法，由于氨气极易溶于水，要用植物油将氨气与水分开；知道代入方程式计算的数值只能是质量，必须把体积换算成质量再进行列比例式计算．
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