氮化铝(AlN)是一种新型无机材料．某氮化铝(AlN)仅含有Al2O3杂质.某学习小组为测定该氮化铝样品中AlN的纯度.查阅资料得知:AlN+NaOH+3H2O═Na[Al(OH)4]+NH3↑．设计如下2种方案．方案一:量气法--如图所示．(1)按图连接好装置.检查装置气密性的方法是．(2)导管a的主要作用是．(3)为测定生成� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

氮化铝（AlN）是一种新型无机材料．
某氮化铝（AlN）仅含有Al₂O₃杂质，某学习小组为测定该氮化铝样品中AlN的纯度，查阅资料得知：AlN+NaOH+3H₂O═Na[Al（OH）₄]+NH₃↑．设计如下2种方案．
方案一：量气法--如图所示．
（1）按图连接好装置，检查装置气密性的方法是

．
（2）导管a的主要作用是

．
（3）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是：

．（填标号）
A．CCl₄　B．H₂O　C．NH₄Cl溶液　 D．植物油
（4）若取m g样品与NaOH浓溶液完全反应后，测得生成气体的体积为V mL（标准状况）．则样品中AIN的纯度为

．
方案二：重量法--如下图所示．

样品

m1g

过量NaOH溶液

①

过量CO2

②

过滤、洗涤

③

（5）步骤①中，氧化铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为

．
（6）样品中AIN的纯度为

．
（7）若测得样品中AIN的纯度偏高，可能的原因是

．（写1点）

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：方案1（1）气密性检查的方法是，在使所要检查的实验系统密封的条件下，通过一定方法，如改变温度，往系统内加水，或通入气体等，改变系统内的压强，导致系统内外压强不同，然后观察现象；
（2）导气管a联通分液漏斗上方和锥形瓶，可使上下压强一致；
（3）依据氨气极易溶于水的性质分析判断；
（4）依据化学方程式定量关系计算得到；
方案二样品和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠含氨气，偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀，对沉淀洗涤、灼烧得到氧化铝，m₂g为氧化铝的质量．
（5）氧化铝和碱反应生成偏铝酸盐和水；
（6）根据关系式法计算氮化铝的质量，进而计算出氮化铝的纯度；
（7）沉淀不洗涤得到滤渣质量会增大，测定结果会偏高．

解答： 解：（1）此装置可采取往系统中加水，使内外压强不同通过形成液面差不变说明气密性良好，故答案为：往量气管中注水至左右两管出现液面差，静置片刻，液面差不发生变化，则气密性良好；
（2）导气管a联通分液漏斗上方和锥形瓶，可使上下压强一致，所以平衡分液漏斗上方与锥形瓶内压强，使液体容易滴下；
故答案为：平衡分液漏斗上方与锥形瓶内压强，使液体容易滴下；
（3）氨气极易溶于水，为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体不能溶解氨气或与氨气反应，则
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．氨气不溶于植物油，可以利用排植物油方法，测定氨气的体积，故D正确；
故选AD；
（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），设氮化铝纯度为x，
AlN+NaOH+H₂O═NaAlO₂+NH₃↑
41g 22.4L
mxg V×10^-3L
x=

41V×10-3

22.4m

×100%=

41V

22400m

×100%，故答案为：

41V

22400m

×100%；
（5）氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O或Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-，
故答案为：Al₂O₃+2OH^-=2AlO₂^-+H₂O或Al₂O₃+2OH^-+3H₂O=2[Al（OH）₄]^-；
（6）设氮化铝的质量为x，
2AlN～Al₂O₃       质量增加
82     102        20
x                 m₂-m₁
x=

82(m2-m1)

g，氮化铝的纯度为：

82(m2-m1)

×100%=

41(m2-m1)

10m1

×100%，
故答案为：

41(m2-m1)

10m1

×100%；
（7）若在步骤③中未洗涤，沉淀不洗涤得到滤渣质量会增大，测定结果会偏高，氢氧化铝灼烧不完全，导致m₂偏大，测定结果偏高等，故答案为：沉淀洗涤不干净（或称量样品的质量偏大或氢氧化铝灼烧不完全或其它合理答案）．

点评：此题是实验和利用化学方程式计算相结合的题目，该题步骤较多，应认真分析，另外要掌握关系法、差量法的应用．