题目内容

10．元素周期表中的第ⅢA、ⅣA、ⅤA族的部分元素往往易形成原子晶体，氮化铝、氮化硼、磷化硼和砷化镓属于此列，如氮化铝晶体晶胞如右图所示
（1）该晶体中Al的配位数是4个
（2）下列离子中最外层电子数不为8的是D（选填序号）．
A．P3-B．Al3+C．Ti4+D．Ga3+
（3）氮化硼（BN）晶体有多种相结构．六方相氮化硼是通常存在 的稳定相，与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂．立方相氮化硼是超硬材料，有优异的耐磨性．它们的晶体结构如图所示．

六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为平面三角形，其结构与石墨相似却不导电，原因是层状结构中没有自由移动的电子．
（4）某AlN样品仅含有Al2O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下实验方案．
已知：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑ 取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度（夹持装置已略去）．

①上图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸．
②完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置气密性，再加入实验药品，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．通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置．
③由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置．

分析 （1）由晶胞结构可知，Al原子周围有4个N原子；
（2）根据能量最低原理书写核外电子排布进行判断；
（3）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为平面三角形，层状结构中没有自由移动的电子，其结构与石墨相似却不导电；
（4）①氨气被浓硫酸吸收，导致装置内压强降低，球形干燥管可以防止倒吸；
②组装好实验装置，依据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，反应生成氨气后，把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重；
③空气中的水蒸气会进行C中，被浓硫酸吸收，导致测定氨气的质量偏大．

解答 解：（1）由晶胞结构可知，Al原子周围有4个N原子，故Al原子配位数为4，
故答案为：4；
（2）A．P3-核外电子排布为1s22s22p63s23p6，最外层电子数为8，故A不选；
B．Al3+核外电子排布为1s22s22p6，最外层电子数为8，故B不选；
C．Ti4+核外电子排布为1s22s22p63s23p6，最外层电子数为8，故C不选；
D．Ga3+核外电子排布为1s22s22p63s23p63d10，最外层电子数为10，故D选，
故选：D；
（3）六方相氮化硼晶体层内一个硼原子与相邻氮原子构成的空间构型为平面三角形，层状结构中没有自由移动的电子，其结构与石墨相似却不导电，
故答案为：平面三角形；层状结构中没有自由移动的电子；
（4）①氨气被浓硫酸吸收，导致装置内压强降低，球形干燥管可以防止倒吸，
故答案为：防止倒吸；
②组装好实验装置，依据原理可知气体制备，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，反应生成氨气后，通入氮气把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重，质量增重为生成氨气，进而计算AlN的含量，
故答案为：关闭K1，打开K2；把装置中残留的氨气全部赶入C装置；
③空气中的水蒸气会进行C中，被浓硫酸吸收，导致测定氨气的质量偏大，需要在C装置出口处连接一个干燥装置，
故答案为：C装置出口处连接一个干燥装置．

点评 本题考查物质结构与物质含量的测定，属于拼合型题目，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

练习册系列答案
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