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           

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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醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如下:


可能用到的有关数据如下:

 
 
相对分子质量
 
密度 g/cm3
 
沸点/℃
 
溶解性
 
环己醇
 
100
 
0.9618
 
161
 
微溶于水
 
环己烯
 
82
 
0.8102
 
83
 
难溶于水
 
 
合成反应:
在a中加入20 g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1 mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10 g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是________。
(2)加入碎瓷片的作用是________;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是________(填正确答案标号)。
A.立即补加     B.冷却后补加     C.不需补加    D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为________。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并________;在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是________。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有________(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶    B.温度计      C.吸滤瓶     D.球形冷凝管
E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是________(填正确答案标号)。
A.41%      B.50%        C.61%        D.70%

三氯化磷(PCl3)是一种重要的有机合成催化剂。实验室常用红磷与干燥的Cl2制取PCl3,装置如下图所示。

已知:红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5。PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷), POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl。PCl3、POCl3的熔沸点见下表。

物质
熔点/℃
沸点/℃
PCl3
-112
75.5
POCl3
2
105.3
请答下面问题:
(1)B中所装试剂是      ,F中碱石灰的作用是       
(2)实验时,检查装置气密性后,向D装置的曲颈甑中加入红磷,打开K3通入干燥的CO2,一段时间后,关闭K3,加热曲颈甑至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行。通干燥CO2的作用是           
(3)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等。加入红磷加热除去PCl5后,通过     (填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3
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(5)实验后期关闭K1,打开K2,将气体通入C装置中发生反应,反应后的溶液为X。某同学设计实验来确定溶液X中含有的某些离子,请补充完成实验步骤和现象。
实验步骤
实验现象
实验结论

 
溶液X中含有Na+

 
溶液X中含有Cl-
 
(5)玻璃管之间的连接需要用到胶皮管,连接的方法是:先把        ,然后稍稍用力即可把玻璃管插入橡皮管。甲同学将装置A的示意图画成右图,该示意图中明显的错误是     

柴达木盆地以青藏高原“聚宝盆”之誉蜚声海内外,它有富足得令人惊讶的盐矿资源。液体矿床以钾矿为主,伴生着镁、溴等多种矿产。某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br、SO42、Cl等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴(Br2),他们设计了如下流程:

请根据以上流程,回答相关问题:
(1)操作②的所需的主要仪器是     
(2)参照下图溶解度曲线,得到的固体A的主要成分是        (填化学式)。

(3)同学甲提出一些新的方案,对上述操作②后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
【有关资料】

化学式
BaCO3
BaSO4
Ca(OH)2
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
8.1×10一9
1.08×10一10
1.0×10一4
3.5×10一5
1.6×10一11
 
【设计除杂过程】

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【获取纯净氯化钾】
b、对溶液B加热并不断滴加l mol· L1的盐酸溶液,同时用pH试纸检测溶液,直至pH=5时停止加盐酸,得到溶液C。该操作的目的是                            。将溶液C倒入蒸发皿中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到出现较多晶体时,停止加热。
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c、进行操作⑤中控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,根据提供的数据计算,此时溶液B中Mg2+物质的量浓度为            

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