Question

【題目】某研究小組利用氮氣、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁，設計如圖1所示實驗裝置。

請回答：

（1）圖1中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮氣，該離子方程式為____________________。

（2）按要求連接好實驗裝置后，接下來首先進行的操作是______________________________。

（3）導管A的作用是_______________________________。

（4）圖1裝置中各儀器導管口連接的順序是（可重復使用，用小寫字母a→f填寫）：____

（5）反應結束后，某同學用圖2裝置進行實驗來測定氮化鋁樣品的質量分數（實驗中導管體積忽略不計）。

①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應生成氮氣化學反應方程式為__________________________。

②集氣瓶中的苯的作用是_________________________；集氣瓶中的液體沒有裝滿，則實驗測得NH3的體積將___________________________（填“偏大”“偏 小”或“不變”）。

③若實驗中稱取氮化鋁樣品的質量為8.2g，測得氨氣的體積2.8L（標準狀況），則樣品中AlN的質量分數為____________________（保留3位有效數字）

Answer 1

【答案】 NO2-+NH4+2H2O+N2↑ 檢查裝置的氣密性 平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強，使NaNO2飽和溶液順利滴下 a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑ 防止氨氣溶于水 不變 62.5%

【解析】(1)圖1中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮氣，化學方程式為：NaNO2+NH4ClNaCl+2H2O+N2↑，反應的離子方程式為NO2-+NH4+2H2O+N2↑，故答案為：NO2-+NH4+2H2O+N2↑；

(2)有氣體的實驗裝置要檢查裝置氣密性；故答案為：檢查裝置的氣密性；

(3)導管A的作用是平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強，使NaNO2飽和溶液順利滴下，故答案為：平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強，使NaNO2飽和溶液順利滴下；

(4)用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮氣與氧化鋁反應，因氮化鋁易水解，故流程中應注意無水，則氮氣從a經濃硫酸干燥，為干燥充分，導管長進短出，連接e、d，為干燥充分，可再連接一個干燥管，gf，在玻璃管中反應，故連接bc，為防止空氣中的水蒸氣進入裝置，最后連接一個干燥管gf，故答案為：a-e-d-g-c(或b)c(或b)-g-f或a-e-d-g-f--b(或c)-c(或b)-g-f；

(5)①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應生成氨氣化學反應方程式為：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑；故答案為：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑；

②因為氨氣極易溶于水，所以廣口瓶的水面上應加一層苯，來將氣體和水隔絕，廣口瓶中的氣壓之所以會增大，是因為有氨氣進入，所以無論廣口瓶中是否有空氣，進入瓶中氨氣的體積都等于排進量筒中水的體積，所以不受影響；故答案為：防止氨氣溶于水；不變；

③氨氣的體積為2.8L(標準狀況)，則n(氨氣)= =0.125mol，所以氮化鋁的物質的量是0.125mol，質量是0.125mol×41g/mol=5.125g，所以氮化鋁的質量分數為 ×100%=62.5%；故答案為：62.5%。