题目内容

氮化铝（AlN）是一种新型无机材料，广泛应用与集成电路生产领域．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AlN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．
（2）本试验中检查装置气密性的方法是．
（3）广口瓶中的试剂X可选用（填选项的标号）．
A．浓氢氧化钠溶液　　B．酒精　　　C．植物油　　　D．CCl₄
（4）广口瓶中液体未装满，测得NH₃的体积将（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（5）实验结束后，若观察到锥形瓶中还有固体，则样品中含有的杂质是．
（6）若样品的质量为w g，氨气的体积为a L（标准状况），AlN的质量分数为．

解：（1）应先进行装置气密性检验，然后依次加入固体药品、液体药品，最后进行气体排出水的测量，确定产生气体体积；
故答案为：c、a、b、d；
（2）通过微热或用手握热使装置内气体使气体体积变大，如果装置漏气则不会观察到装置内有明显变化；如果气密性良好，广口瓶中右侧导管水柱上升，松手后水柱回落；
故答案为：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）浓氢氧化钠溶液与水互溶，不能起到隔离作用．酒精易挥发，挥发出来的气体对实验有影响，同时由于酒精易溶于水，也不能达到隔离的目的；CCl4密度大于水，不能起到隔离作用．而植物油既不溶于水，密度小于水也不易挥发，可以把氨气与水进行隔离；
故答案为：C；
（4）本次实验的目的在于测定产生气体的体积而不是收集纯净的气体，因此，广口瓶内的原有气体不在测量内，不会对测量结果产生影响；
故答案为：无影响；
（5）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、
（6）氨气的体积为aL（标况下）的物质的量为 $\text{[math]}$ = $\text{[math]}$ mol，由方程式AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑可知，样品中AlN的物质的量为= $\text{[math]}$ mol，所以AlN的质量为 $\text{[math]}$ mol×41g/mol= $\text{[math]}$ g，样品中AIN的质量分数为 $\text{[math]}$ ×100%= $\text{[math]}$ %．
故答案为： $\text{[math]}$ %．
分析：（1）制取气体时，为防止装置漏气应在连接装置后立即进行装置气密性检查，确定装置不漏气后，本着先加固体后加液体的原则加入药品；最后进行气体的收集与测量；
（2）关闭分液漏斗的活塞，装置内形成封闭环境，如果对装置进行加热，装置内气体受热体积变大，若气密性良好，就会观察到广口瓶中右侧导管水柱上升，恒温时水柱并不回落；
（3）产生的氨气极易溶于水，为防止氨气溶于水需要把气体与水隔离，因此应选择不能与氨气产生作用的液体作为隔离液；选用的试剂应是和水不互溶，且密度大于水的；
（4）本次实验的目的在于测定产生气体的体积而不是收集纯净的气体，因此，广口瓶内的原有气体不在测量范围内；
（5）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；
（6）计算出氨气的体积为aL的物质的量，再根据方程式计算出AlN的物质的量，进而计算AlN的质量，利用质量分数的定义计算样品中AIN的质量分数．
点评：本题考查对实验原理的理解与实验操作评价、物质含量测定、化学计算等，难度中等，理解实验原理是关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力，学习中全面把握基础知识．