题目内容

7．氮化铝（AlN0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）图1C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸．
（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置气密性，再加入实验药品，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．通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置．
（3）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置．
[方案2]用图2装置测定m g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ab（填选项序号）．
a．CCl4             b．C6H6              c．NH4Cl溶液         d．H2O
（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A1N的质量分数是
$\frac{41V}{22400m}$×100%（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：

（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓．
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．

分析 （1）氨气是和浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸；
（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）氨气极易溶于水，量气装置中的X液体不能与氨气反应，不能使氨气溶解；
（5）依据AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3↑在定量关系计算；
（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，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，
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，
故答案为：C装置出口处连接一个干燥装置；
（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．氨气不溶于苯，可以利用排苯溶液，测定氨气的体积，故b正确；    
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．氨气极易溶于水，不能排水法测定，故d错误；
故选ab；
（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↑
    41                    22.4L
    m                      V×10-3L
m=$\frac{41V×1{0}^{-3}}{22.4}$，则AlN的质量分数=$\frac{41V×1{0}^{-3}}{22.4m}$×100%=$\frac{41V}{22400m}$×100%，
故答案为：$\frac{41V}{22400m}$×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．

点评 本题考查了物质性质的探究实验设计和实验分析判断，实验基本操作和物质性质的掌握是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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17．下列说法中不正确的是（　　）
A．1 mol 氧气中含有12.04×1023个氧原子，在标准状况下占有体积22.4 L
B．1 mol臭氧和1.5 mol氧气含有相同的氧原子数
C．标准状况下，22.4LO2含分子数为NA
D．标准状况下，8gH2O的体积是22.4L
18．已知氧化性Br2＞Fe3+．向含溶质a mol的FeBr2溶液中通入b mol Cl2，充分反应．下列说法不正确的是（　　）
A．离子的还原性强弱：Fe2+＞Br-＞Cl-
B．当a≥2b时，发生的离子反应：2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-
C．当a=b时，反应后的离子浓度：c（Fe3+）：c（Br-）：c（Cl-）=1：2：2
D．当3a≤2b时，发生的离子反应：2Fe2++4Br-+3Cl2═2Fe3++2Br2+6Cl-
15．下列说法正确的是（　　）
A．饱和石灰水中加入一定量生石灰，温度明显升高，所得溶液的pH增大
B．反应MgCl2（l）=Mg（l）+Cl2（g）的△H＜0△S＞0
C．等浓度的系列稀溶液：①硫酸氢钠②乙酸钠③醋酸④碳酸氢钠，它们的PH由小到大排列的为③①④②
D．0.1mol•L-1 Na2SO3溶液中：c（OH-）-c（H+）═2 c（H2SO3）+c（HSO3-）
2．利用下图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度．回答下列问题：
（1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3kJ/mol）：NaOH（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）=$\frac{1}{2}$Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ/mol．
（2）倒入NaOH溶液的正确操作是：C． （从下列选项中选出）．
A．沿玻璃棒缓慢倒入　B．分三次少量倒入C．一次迅速倒入
（3）实验数据如下表：①请填写下表中的空白：
温度
实验次数		起始温度t1℃终止温度t2/℃温度差平均值
（t2-t1）/℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.129.5 
227.027.427.232.3
325.925.925.929.2
426.426.226.329.8
②近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．则中和热△H=-56.8kJ/mol （ 取小数点后一位）．
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）abc．a．实验装置保温、隔热效果差b．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中．
12．下列离子在溶液中因发生氧化还原反应而不能大量共存的是（　　）
A．H+、Fe2+、NO${\;}_{3}^{-}$、Na+B．Ag+、NO3-、Cl-、K+
C．K+、Ba2+、OH-、SO42-D．Cu2+、NH4+、Br-、OH-
19．探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果
实验小组用如图所示装置，选取相关试剂，设计并进行以下实验．忽略其他因素的影响，实验中相关数据记录如下表：
实验序号5% H2O2溶液的体积（mL）选用试剂选用试剂体积（mL）收集V mL O2所需时间（min）
①10 蒸馏水5 m 
②10 0.1mol/L CuSO4v1 n
③10 试剂M5p
④10 0.1mol/L Na2SO45 m
（1）除上述装置中的仪器及量筒外，还要用到的计量工具是秒表．为确保实验的准确性，实验前需检查该装置的气密性，操作是关闭分液漏斗，打开止水夹，上下移动有刻度的玻璃管，有刻度的玻璃管中液面高度变化，若干燥管中的液面与玻璃管中液面高度不一致，并保持一定的高度差，则气密性良好．
（2）实验①④的主要目的是证明硫酸根离子对H2O2分解无催化效果．
（3）实验②中选用试剂的体积v1=5mL．
（4）实验③中选用的试剂M是Fe2（SO4）3；若正确选用试剂进行实验，测得收集V mL O2所需时间m＞n＞p，由此得出的实验结论是Fe3+对H2O2分解的催化效果比Cu2+对H2O2分解的催化效果更好．
16．用一种试剂除去下列各物质的杂质（括号内为杂质），并写出离子方程．
（1）BaCl2（HCl）：试剂：BaCO3离子方程式为：BaCO3+2H+═Ba2++H2O+CO2↑
（2）02（CO2）：试剂NaOH溶液离子方程式为2OH-+CO2═CO32-+H2O 
（3）SO42-（CO32-）试剂稀硫酸离子方程为CO32-+2H+═H2O+CO2↑
（4）盐酸（硫酸）：试剂氯化钡离子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓
（5）NaOH（NaCO3）：试剂氢氧化钙离子方程式Ca2++CO32-=CaCO3↓
（6）NaCl（CuCl2）：试剂氢氧化钠离子方程式为Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓．
17．将15.6g Na2O2完全溶于适量的水中，再将所得溶液加水稀释为500mL，计算该溶液的物质的量浓度．

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