题目内容
氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属材料．某AlN样品仅含有A12O3杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案．（已知：A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑）
【方案l】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）装置图1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，首先 ，再加入实验药品．接下来的实验操作是 ，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．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】用装置图2测定mg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．
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL（已转换为标准状况）．则AlN的质量分数是 ．
【方案3】按如图3步骤测定样品中A1N的纯度：
（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为 ．
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将 （填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
【方案l】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）装置图1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，首先
（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】用装置图2测定mg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．
（5）若m g样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL（已转换为标准状况）．则AlN的质量分数是
【方案3】按如图3步骤测定样品中A1N的纯度：
（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将
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l】测定原理是通过测定A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑反应生成氨气的质量来计算氮化铝的含量．
（1）分析装置和仪器作用分析，氨气是和浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸，仪器作用是防止倒吸的作用；
（2）组装好实验装置，依据原理可知气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品．接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，反应生成氨气后把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算；
（3）装置存在缺陷是空气中的水蒸气也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管；
【方案2】测定原理是通过测定A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑反应生成氨气的体积来计算氮化铝的含量．
（4）依据氨气极易溶于水的性质分析判断；
（5）依据化学方程式定量关系计算得到；
【方案3】测定原理是：A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，氢氧化铝灼烧得到氧化铝，通过测定氧化铝得质量来计算氮化铝的质量．
（6）步骤②生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成；
（7）沉淀不洗涤得到滤渣质量会增大，测定结果会偏高．
（1）分析装置和仪器作用分析，氨气是和浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸，仪器作用是防止倒吸的作用；
（2）组装好实验装置，依据原理可知气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品．接下来的实验操作是关闭K1，打开K2，反应生成氨气后把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算；
（3）装置存在缺陷是空气中的水蒸气也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管；
【方案2】测定原理是通过测定A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑反应生成氨气的体积来计算氮化铝的含量．
（4）依据氨气极易溶于水的性质分析判断；
（5）依据化学方程式定量关系计算得到；
【方案3】测定原理是：A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，氢氧化铝灼烧得到氧化铝，通过测定氧化铝得质量来计算氮化铝的质量．
（6）步骤②生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成；
（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）氨气是与浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸，图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用，
故答案为：防止倒吸；
（2）组装好实验装置，气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品．接下来的实验操作是关闭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．通入氮气的目的是，反应生成氨气后把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算，
故答案为：检查装置气密性，关闭K1，打开K2，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也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管，故答案为：C装置出口处连接一个干燥装置；
（4）依据氨气极易溶于水的性质分析，为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是；
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．氨气不溶于苯，可以利用排苯溶液，测定氨气的体积，故d正确；
故答案为：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），
AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑
41g 22.4L
m V×10-3L
m=
则AlN的质量分数=
×100%=
×100%，
故答案为：
×100%；
（6）步骤②生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成，反应的离子方程式为：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，
故答案为：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓；
（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，故答案为：偏高．
故答案为：防止倒吸；
（2）组装好实验装置，气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品．接下来的实验操作是关闭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．通入氮气的目的是，反应生成氨气后把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算，
故答案为：检查装置气密性，关闭K1，打开K2，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也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管，故答案为：C装置出口处连接一个干燥装置；
（4）依据氨气极易溶于水的性质分析，为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是；
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．氨气不溶于苯，可以利用排苯溶液，测定氨气的体积，故d正确；
故答案为：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），
AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑
41g 22.4L
m V×10-3L
m=
| 41g×V×10-3L |
| 22.4L |
则AlN的质量分数=
| ||
| m |
| 41V |
| 22400m |
故答案为：
| 41V |
| 22400m |
（6）步骤②生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成，反应的离子方程式为：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，
故答案为：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓；
（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，故答案为：偏高．
点评：本题考查了物质性质的探究实验设计和氮化铝含量的测定，实验基本操作和物质性质的掌握是关键，题目难度中等．
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（其中：-X、-Y均为官能团）
将氯气通入含有大量下列离子的各组溶液中，无任何现象发生的是（ ）
| A、Na+、H+、SO42- |
| B、H+、Ag+、NO3- |
| C、K+、HCO3-、Cl- |
| D、Na+、NO3-、Fe2+ |
，则其单体的结构简式为