Question

【题目】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含量，设计如下两种实验方案。（已知：AlN+NaOH+ 2H2O==NaAlO2+ NH3↑）

【方案1】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____________________。

（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，检查装置气密性并加入实验药品，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。

①检验装置气密性的方法是__________________________。

②通入氮气的目的是___________________________。

（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见__________。

【方案2】用下图装置测定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___________

A．CCl4 B．H2O C．NH4Cl溶液 D．苯

（5）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），则AIN的质量分数是_____________________。若其他操作均正确，但反应结束后读数时，右侧量气管中液面高于左侧球型管中液面，则最后测得AIN的质量分数会_________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）

Answer 1

【答案】 防倒吸 关闭K1和分液漏斗活塞，向C中注水至浸没长导管下端管口，微热A，若C中长导管管口出现气泡，冷却后回流一段水柱，说明装置气密性良好 把装置中残留的氨气全部赶入C装置 C装置出口处连接一个盛有碱石灰的干燥管 AD 41V/22400m100% 偏低

【解析】(1). 氨气是与浓硫酸能发生反应的气体，容易发生倒吸，图C装置中球形干燥管的作用就是防止倒吸，故答案为：防倒吸； (2). ① 组装好实验装置，需要先检查气密性，加入实验药品后，关闭K1和分液漏斗活塞，向C中注水至浸没长导管下端管口，微热A，若C中长导管管口出现气泡，冷却后回流一段水柱，说明装置气密性良好；故答案为：关闭K1和分液漏斗活塞，向C中注水至浸没长导管下端管口，微热A，若C中长导管管口出现气泡，冷却后回流一段水柱，说明装置气密性良好；②通入氮气的目的是反应生成氨气后将装置中的氨气全部赶入装置C中被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算，故答案为：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可以进入装置C中，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰的干燥管，故答案为：C装置出口处连接一个盛有碱石灰的干燥管； (4).A.四氯化碳不能溶解氨气，可以用排四氯化碳的方法测定氨气的体积，故正确；B.氨气极易溶于水，不能用排水法测定，故错误；C.氨气极易溶于水，不能用排氯化铵溶液的方法测定，故错误；D.氨气不溶于苯，可以用排苯的方法测定氨气的体积，故正确，故选AD；(5).若mg样品完全反应后，测得生成气体体积为VmL，则根据方程式计算：

AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑

41 22.4l

m V×10-3L

m= g

则氮化铝的质量分数= 故答案为： 41V/22400m100% ；若其他操作均正确，但反应结束后读数时，右侧量气管中液面高于左侧球型管中液面，说明气体的压强大于外界大气压，则气体体积偏小，则测定结果偏低，故答案为：偏低。