Question

【题目】某研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，设计如图1所示实验装置。

请回答：

（1）图1中用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液加热制取氮气，该离子方程式为________。

（2）导管A的作用是_______________________________。

（3）按要求连接好实验装置后，接下来的操作是_________________________。

（4）按要求连接的实验装置，存在严重问题，请说明改进的办法，存在的缺陷是___________，改进的办法是_________________________________________。

（5）反应结束后，某同学用图2装置进行实验来测定 氮化铝样品的质量分数（实验中导管体积忽略不计）。

①氮化铝与过量的NaOH溶液反应生成氨气化学反应方程式为___________________；

②集气瓶中的苯的作用是___________________；集气瓶中的液体没有装满，则实验测得NH3的体积将__________（填“偏大” “偏小”或“不变”）。

③若实验中称取氮化铝样品的质量为8.0 g，测得氨气的体积2.8 L（标准状况），则样品中AlN的质量分数为___________（保留3位有效数字）。

Answer 1

【答案】 NO2-+NH4+ 2H2O+N2↑ 平衡分液漏斗与烧瓶之间的压强，使NaNO2 饱和溶液顺利滴下 检查装置的气密性 没有尾气处理装置，会污染大气 在干燥管末端连一尾气处理装置（答案合理即可） AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑ 防止氨气溶于水 不变 64.1%

【解析】（1）饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水，方程式为：NO2-+NH4+ 2H2O+N2↑；（2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A具有平衡气压的作用，这样可以保证NaNO2饱和溶液容易滴下；（3）按要求连接好实验装置后，接下来的操作是检查装置的气密性；（4）实验必须对有毒气体进行尾气处理，防止空气污染，即缺陷是没有尾气处理装置，会污染大气，改进的方法是：在干燥管D末端连接一个尾气处理装置；（5）①氮化铝和水反应生成氢氧化铝、氨气，方程式为AlN+NaOH+H2O＝NaAlO2+NH3↑；②反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气，反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气，氨气代替了开始的空气，把最后空间中冲入的氨气当成开始时的空气即可，所以对实验结果没有影响；③氨气的体积为2.8L（标准状况），物质的量是0.125mol，所以氮化铝的物质的量是0.125mol，质量是0.125mol×41g/mol=5.125g，所以氮化铝的质量分数为5.125/8×100%=64.1%。