题目内容

氮化铝(AIN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝,设计下图实验装置。

试回答:

(1)实验中用饱和NaNO2与 NH4C溶液制取氮气的化学方程式为             

(2)装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是           (填写序号)。

a.防止NaNO2 饱和溶液蒸发   b.保证实验装置不漏气  c.使NaNO2 饱和溶液容易滴下

(3)按图连接好实验装置,检查装置气密性的方法是                          

(4)化学研究小组的装置存在严重问题,请说明改进的办法                     

(5)反应结束后,某同学用下图装置进行实验来测定氮化铝样品的质量分数(实验中导管体积忽略不计)。已知:氮化铝和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氨气

①广口瓶中的试剂X最好选用        (填写序号)。

a.汽油        b.酒精       c.植物油     d.CCl4

②广口瓶中的液体没有装满(上方留有空间),则实验测得NH3的体积将     (填“偏大”、“偏小”、“不变”)。

③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g,测得氨气的体积为3.36L(标准状况),则样品中AlN的质量分数为           

 

【答案】

(14分)(1)NaNO2+MH4ClNaCl+N2↑+2H2O(2分)  (2)c(2分)

(3)在干燥管D末端连接一导管,将导管插入烧杯中的液面下,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,导管口有气泡冒出,撤掉酒精灯一段时间,导管内上升一段水柱,说明气密性良好(其它答案合理即可)(2分)

(4)在干燥管D末端连一尾气处理装置(答案合理即可)(2分)

(5)①c  ②不变  ③61.5%(每空2分,共6分)

【解析】

试题分析:(1)饱和NaNO2与 NH4C溶液制取氮气,则根据原子守恒可知,还应该有水和氯化钠生成,因此实验中用饱和NaNO2与 NH4C溶液制取氮气的化学方程式为NaNO2+MH4ClNaCl+N2↑+2H2O。

(2)由于蒸馏烧瓶中有气体生成,压强大,分液漏斗中的液体不易滴下。分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A连接后,可以保持压强相同,使NaNO2 饱和溶液容易滴下,答案选c。

(3)一般常用空气热胀冷缩法,因此根据该实验装置的特点可知,检查装置气密性的方法是在干燥管D末端连接一导管,将导管插入烧杯中的液面下,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,导管口有气泡冒出,撤掉酒精灯一段时间,导管内上升一段水柱,说明气密性良好。

(4)由于氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝的同时,还有CO生成,所以必须有尾气处理装置,即在干燥管D末端连一尾气处理装置。

(5)①氮化铝和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氨气,所以要通过排水法测量氨气的体积,则根据氨气极易溶于水可知,X应该是密度小于水与水不溶的试剂。汽油易挥发,a不正确。酒精和水互溶,四氯化碳密度大于水,因此选项bd均不正确。植物油密度小于水、不溶于水,c正确,答案选c。

②广口瓶中的液体没有装满(上方留有空间),由于排除的水是依据压强差来完成的,所以对实验结果不影响,即则实验测得NH3的体积将不变。

③测得氨气的体积为3.36L(标准状况),氨气的物质的量是3.36L÷22.4L/mol=0.15mol,则根据氮原子守恒可知,氮化铝的物质的量是0.15mol,质量是0.15mol×41g/mol=6.15g,所以品中AlN的质量分数为×100%=61.5%。

考点:考查氮气的制备、装置作用与装置气密性检验、实验设计与评价、物质含量的测定与计算等

 

练习册系列答案
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(2011?西安模拟)氮化铝(AlN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域.某氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,现用图I中的一些装置来进行检验,使氮化铝样品和NaOH溶液反应:
AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3
根据反应中所生成氨气的体积来测定样品中的氮化铝的质量分数,并根据实验现象来确定杂质的成分(实验中导管体积忽略不计)

(1)实验有关操作为:a、往烧瓶中放入适量的AIN样品:b、从分液漏斗往烧瓶中加入过量的浓NaOH; C、检验装置的气密性;d、测定收集到水的体积.
正确的操作顺序为:
c、a、b、d
c、a、b、d

(2)本试验中(图I)检査装置气密性的方法是:
关闭分液漏斗活塞,用水紧握握热锥形瓶,广口瓶中右侧导管水柱上升,松手后水柱回落,证明气密性好
关闭分液漏斗活塞,用水紧握握热锥形瓶,广口瓶中右侧导管水柱上升,松手后水柱回落,证明气密性好

(3)广口瓶中的试剂X可选用
C
C
.(填选项的标号)
A.汽油        B.酒精           C.植物油          D.CCl4
(4)实验结束后,若观察到烧瓶中还有固体,则样品中含有的杂质是

(5)若实验中测得样品的质量为w g,氨气的体积为aL(标况下),则样品中AIN的质量分数为:
4100a
22.4w
%
4100a
22.4w
%

(6)有人改用图II装置进行同样实验,通过测定烧杯中硫酸的增重来确定样品中AIN的质量分数.你认为是否可行?
不可行
不可行
 (填入“可行”、“不可行”),原因是
氨气极易被吸收,发生倒吸现象
氨气极易被吸收,发生倒吸现象

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