题目内容
(17分)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的含量,设计如下三种实验方案。
已知:AlN + NaOH + H2O === 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,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】用右图装置测定m g样品中A1N的纯度(部分夹持装置已略去)。
![]()
(4)导管a的主要作用是 。
(5)为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是 (填选项序号)。
a.CCl4 b.H2O c.NH4Cl溶液 d.![]()
(6)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AIN的质量分数是 (用含m、V的数学表达式表示)。
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N的纯度:
![]()
(7)步骤②生成沉淀的离子方程式为 。
(8)若在步骤③中未洗涤,测定结果将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
分类法是一种行之有效、简单易行的科学方法。某同学用下表所示形式对所学知识进行分类,其中甲与乙、丙、丁是包含关系。下列各组中,有错误的组合是
选项 | 甲 | 乙、丙、丁 |
A | 常见干燥剂 | 浓硫酸、五氧化二磷、碱石灰 |
B | 常见合金 | 不锈钢、焊锡、生铁 |
C | 常见营养物质 | 蛋白质、维生素、无机盐 |
D | 常见碱 | 烧碱、纯碱、熟石灰 |
(12分)某种硬铝合金是由 Al、Cu、Mg三种金属组成,主要应用于耐热可焊的结构件及锻件。某研究小组欲探究该合金的性质并测定合金中铝的质量分数:
(1)甲同学预测:该合金与10 mol/L硝酸反应时有NO2气体生成,可能还有NO生成。
查阅资料:常温下,NO2与N2O4混合存在,在低于0 ℃时几乎只有无色的N2O4液体或晶体存在。
设计如下装置进行实验。按下图连接装置并检验气密性后,称取5 g 合金放于圆底烧瓶中,并滴加10 mol/L硝酸。
![]()
①合金中Cu与稀硝酸反应的离子方程式是 。
②C装置的目的是 。
③能证明有NO2生成的实验现象是 ,能证明有NO生成的实验操作与现象是 。
④实验进行至A中固体全部溶解后,未检验到有NO生成,甲同学认为硬铝合金与10 mol/L硝酸反应时没有NO生成。乙同学认为不能确定是否生成了NO,需补充操作才能证明,该操作是 。
(2)为测定合金中铝的质量分数,丙同学查阅资料:
部分金属离子生成氢氧化物沉淀的pH
金属离子 | 开始沉淀时的pH | 沉淀完全的pH |
Al3+ | 3.4 | 4.7 |
Cu2+ | 4.1 | 6.9 |
Mg2+ | 9.4 | 12.4 |
pH > 7.8时,Al(OH)3开始溶解,pH > 10.8时沉淀完全溶解。
设计如下方案并进行实验:
![]()
①调节pH时,应控制pH的范围是 。
②选用NaOH溶液调节pH,得到溶液B的离子方程式是 。
③Al(OH)3经过滤、洗涤、灼烧至恒重后称量,质量为8.5g,则该合金中铝的质量分数是 。