Question

【題目】氮化鋁（AlN）是一種新型無機非金屬材料．某AlN樣品僅含有Al2O3雜質(zhì)，為側(cè)定AlN的含量．設計如下三種實驗方案。

己知：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑

【方案1】取一定量母的樣品，用圖1裝置測量樣品中AlN的純度（夾持裝置已略去）。

（1）如圖C裝置中球形干燥管的作用是__________________。

（2）完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先__________，再加入實驗藥品．接下來的實驗操作是__________，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體．打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應前后的質(zhì)量變化。通入氮氣的目的是__________。

（3）由于裝置存在缺陷，導致測定結(jié)果偏高，請?zhí)岢龈倪M意見__________。

【方案2】用如圖2裝置測定mg樣品中A1N的純度（部分夾持裝置已略去）。

（4）導管a的主要作用是__________。

（5）為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是__________（填選項序號）。

a．CCl4 b．H2O c．NH4Cl溶液 d．

（6）若mg樣品完全反應，測得生成氣體的體積為VmL（已轉(zhuǎn)換為標準狀況），則AlN的質(zhì)量分數(shù)是__________(用含m、V的數(shù)學表達式表示)。

Answer 1

【答案】（1）防止倒吸；

（2）檢查裝置氣密性 關(guān)閉K1，打開K2 把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置

（3）C裝置出口處連接一個干燥裝置

（4）保持氣壓恒定，使NaOH濃溶液容易流下

（5）ad （6）×100%

【解析】

試題分析：（1）由于反應中生成的氨氣極易溶于水，直接通入水中容易引起液體倒流，所以上圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸。

（2）該裝置中有氣體產(chǎn)生，所以組裝好實驗裝置，首先要檢查裝置的氣密性；由于K1與空氣相連，所以接下來的實驗操作是關(guān)閉K1，打開K2,打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體，由于裝置中還殘留氨氣，而實驗中還需要通過濃硫酸測量氨氣的質(zhì)量，所以通入氮氣的目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置。

（3）由于C裝置的出口與大氣相連，而空氣中的水蒸氣也能被濃硫酸吸收，從而產(chǎn)生誤差，因此改進的措施是C裝置出口處連接一個干燥裝置。

（4）導管a連接著分液漏斗的上、下端，所以導管a的主要作用是保持氣壓恒定，使NaOH濃溶液容易流下。

（5）由于氨氣是堿性氣體，極易溶于水，所以量氣裝置中的X液體可以是四氯化碳或苯，答案選ad。

（6）VmL氣體是氨氣，在標準狀況下物質(zhì)的量是V/22400 mol，根據(jù)氮原子守恒可知，AlN的物質(zhì)的量也是V/22400 mol，質(zhì)量是V/22400mol×41g/mol＝41V/22400g，則質(zhì)量分數(shù)是×100%。