题目内容

【题目】氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某A1N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===NaA1O2+NH3↑

[方案Ⅰ]取一定最的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持仪器已略去)。

(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,加入浓溶液,至不再产生气体.打开K1,通入氨气一段时间,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________________________;

【方案二】

用下图装置测定mg样品中A1N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V mL(已转换为标准状况),则A1N的质量分数____________________;

【方案三】

按下图步骤测定样品中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”)。

【答案】(1)防止发生倒吸

(2)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装置中

(3)在C装置出口处连接一个干燥装置

(4)AD

(5)41V×10-3/22.4m

(6)AlO2-+CO2+2H2OHCO3-+Al(OH)3↓

(7)偏高

【解析】

试题分析:(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;

(2)组装好实验装置,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,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,反应生成氨气后卫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和二氧化碳也可以进入装置C,使测定结果偏高,需要连接一个盛碱石灰干燥管;

(4)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),

AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑

41 22.4L

m V×10-3L

m=,则AlN的质量分数=×100%=×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↓;

(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。

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