题目内容

5．氮化铝（AlN）是新型的电子绝缘基片材料，用于大型和超大型集成电路中．某兴趣小组开展了制取氮化铝并测定所得样品中氮化铝的质量分数的实验．
【实验一】制取氮化铝样品
【查阅资料】在高温下氮气、碳和三氧化二铝反应可以生成氮化铝粉和一氧化碳，用此方法制得的氮化铝中含少量杂质碳和氧化铝．
【实验设计】利用空气为原料，除去其它成分来获得氮气，进而和碳、三氧化二铝反应制取氮化铝．

请回答：
（1）如果洗气瓶A、B中的溶液互换位置，则空气中的水将不能除去；
（2）写出D中反应的化学方程式N2+3C+Al2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlN+3CO；
【实验二】测定所制氮化铝样品中氮化铝的质量分数
【查阅资料】
（1）Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O；　
（2）AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑．
（3）氨气易溶于水且易与酸反应．
【实验设计】实验步骤如下：
①按如图乙组装仪器，将9.1g氮化铝样品放入锥形瓶中，在分液漏斗中加入一定量的浓NaOH溶液
②称得盛有稀硫酸的烧杯和漏斗的总质量为200g
③打开止水夹C，从分液漏斗向锥形瓶中滴入浓NaOH溶液，直到不再产生气体为止
④打开止水夹B，从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑤再次称量盛有稀硫酸的烧杯和漏斗的质量和为203.4g
⑥重复实验④⑤步骤后称得盛有稀硫酸的烧杯和漏斗的总质量仍为203.4g
【实验讨论】
（1）步骤①加入样品前还应检查装置气密性．
（2）装置中使用漏斗的目的是防止液体倒吸．
（3）如果把烧杯中的稀硫酸换成浓硫酸，测定结果会偏大（填“偏大”或“偏小”）．
（4）步骤④的目的是使反应产生的氨气充分吸收．
【实验结论】所制氮化铝样品中氮化铝的质量分数为90%．

分析 【实验一】
甲组：（1）根据氢氧化钠溶液与浓硫酸在实验中的作用，分析当两种装置互换位置对实验的影响；
（2）根据对反应的说明，在高温下氮气、碳和三氧化二铝反应可以生成氮化铝粉和一氧化碳，写出反应的化学方程式；
【实验二】
【实验讨论】（1）根据对实验操作中需要确保装置气密性的认识，判断实验开始之前应进行的操作；
（2）根据装置中药品或仪器的使用方法，分析实验中所涉及装置的作用，判断所指定装置对实验的影响；
（3）对比浓硫酸与稀硫酸在实验中作用的异同，判断用浓硫酸代替稀硫酸对实验结果的影响；
（4）分析缓缓通入空气的操作对实验中残留气体的影响，推断该操作在实验过程中的目的；
【实验结论】利用所测得氨气的质量，根据反应的化学方程式计算出样品中氮化铝的质量，从而求出样品中氮化铝的质量分数．

解答 解：【实验一】
甲组：（1）氢氧化钠溶液吸收空气中二氧化碳，浓硫酸吸收通过氢氧化钠溶液的气体中的水，若两装置交换位置，则气体中的水不能被吸收；
（2）根据信息：在高温下氮气、碳和三氧化二铝反应可以生成氮化铝粉和一氧化碳，装置D中发生反应化学方程式为：N2+3C+Al2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlN+3CO；
【实验二】
【实验讨论】（1）在进行实验前要确保装置气密性良好，因此应先进行气密性的检查；
（2）碱石灰能吸收气体中的水，防止水对测量质量的影响；使用漏斗进行氨气的吸收，可以防止吸收过程中造成溶液的倒吸；
（3）若使用浓硫酸，浓硫酸吸收空气中的水，使得测量氨气质量偏大，而使结果偏大；
（4）从导管A处缓缓鼓入一定量的空气，可以使装置内残留的氨气全部被稀硫酸吸收，以保证实验的准确性；
【实验结论】反应生成氨气的质量=203.4g-200g=3.4g，设氮化铝的质量为x
AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑
41                   17
x                    3.4g
$\frac{41}{x}$=$\frac{17}{3.4g}$  x=8.2g
样品中的氮化铝的质量分数=$\frac{8.2g}{9.1g}$×100%=90%．
故答案为：
【实验一】
甲组：（1）水；（2）N2+3C+Al2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlN+3CO；
【实验二】
【实验讨论】（1）装置气密性；（2）防止液体倒吸；（3）偏大；（4）使反应产生的氨气充分吸收；
【实验结论】90%．

点评 通过阅读整个实验过程，理解实验的原理、操作方法及实验目的，为解答此类问题所要着力完成的基础

练习册系列答案
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汁液新鲜西红柿的汁液放置一周的西红柿的汁液
滴数1220
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