题目内容
10.氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料.某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下2种实验方案.(已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑)【方案l】取一定量的样品,用下左图装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去).
(1)如图甲装置图中,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.然后打开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)由于左装置存在缺陷,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.
【方案2】用如图乙装置测定m g样品中AlN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液体可以是ad.
a.CCl4 b.H2O c.NH4Cl溶液 d.
(5)实验结束时,读取量气装置中的X液体的体积时应注意的问题有:冷却至室温;移动右侧的量气管使两侧液面相平;读数时视线要与凹液面相齐.
(6)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况).则AlN的质量分数是$\frac{41V}{22400m}$×100%.
分析 (1)氨气是和浓硫酸能发生反应的气体,易发生倒吸;
(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,反应生成氨气后卫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)氨气极易溶于水,量气装置中的X液体不能与氨气反应,不能使氨气溶解;
(5)根据体积受温度和压强的影响,且读数时视线要与凹液面相齐;
(6)依据AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑在定量关系计算.
解答 解:(1)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,
故答案为:防止倒吸;
(2)组装好实验装置,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,反应生成氨气后卫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的增重计算,
故答案为:检查装置气密性;把装置中残留的氨气全部赶入C装置;
(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,
故答案为:C装置出口处连接一个干燥装置;
(4)a.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a正确;
b.氨气极易溶于水,不能排水法测定,故b错误;
c.氨气极易溶于水,不能用排NH4Cl溶液的方法测定气体体积,故c错误;
d.氨气不溶于苯,可以利用排苯溶液,测定氨气的体积,故d正确;
故答案为:ad;
(5)根据体积受温度和压强的影响,所以要先等反应后体系的温度恢复到室温;移动右侧的量气管使两侧液面相平;且读数时视线要与凹液面相齐,
故答案为:移动右侧的量气管使两侧液面相平;读数时视线要与凹液面相齐;
(6)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况),
AlN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑
41 22.4L
m V×10-3L
m=$\frac{41V×1{0}^{-3}}{22.4}$g,则AlN的质量分数=$\frac{41V×1{0}^{-3}}{22.4m}$×100%=$\frac{41V}{22400m}$×100%,
故答案为:$\frac{41V}{22400m}$×100%.
点评 本题考查了物质含量的测定探究实验设计和实验分析判断,把握实验基本操作和物质性质是解题关键,题目难度中等,注意把握实验原理以及各部操作的目的,侧重于考查学生的实验能力和计算能力.
A. | 分子式CF2Cl2、C3H8、C2H4、C2H2均只对应一种化合物 | |
B. | 1mol C4HmO完全燃烧,最多消耗O26mol | |
C. | 甲苯与氯气在光照下反应主要生成2-氯甲苯或4-氯甲苯 | |
D. | 分子式为C10H14,能使酸性KMnO4溶液褪色的一元取代苯共有3种 |
A. | 溶液和胶体可以用丁达尔效应区分 | |
B. | 将NaOH溶液与FeCl3溶液混合可制成Fe(OH)3胶体 | |
C. | 鸡蛋白溶液、淀粉溶液、雾都是常见的胶体 | |
D. | 溶液、胶体和浊液的本质区别是分散质微粒直径的大小 |
A. | 该有机物的分子式为C11H12O2 | |
B. | 1mol该物质最多能与4molH2发生加成反应 | |
C. | 该有机物一定条件下,可以发生取代、氧化、酯化反应 | |
D. | 该有机物能与热的新制氢氧化铜悬浊液反应,生成砖红色沉淀 |
A. | 冰 | B. | NH3晶体 | C. | HCl晶体 | D. | P4010晶体 |