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）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→g填寫）：_______；

導管A的作用是_________________________________________。

（3）按要求連接好實驗裝置后，接下來的操作是_____________________。

（4）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溶液反應生成氨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8.0 g，測得氨氣的體積2.8 L（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↑ a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f 平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強，使NaNO2 飽和溶液順利滴下 檢查裝置的氣密性 AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑ 防止氨氣溶于水 不變 64.1%

【解析】試題分析：（1）飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液發生氧化還原反應生成氮氣、氯化鈉和水。

（2）制備氮氣、干燥氮氣、氮氣與鋁粉反應、最后為防止水蒸汽與氮化鋁反應需要連接1干燥裝置；導管A能平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強，使NaNO2 飽和溶液順利滴下。

（3）需要制備氣體的實驗，連接好實驗裝置后的操作是檢查裝置的氣密性。

（4）①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應生成氨氣和偏鋁酸鈉；

② 根據反應生成氨氣的體積測定氮化鋁的質量分數，實驗中要防止氨氣溶于水；根據排水量氣法的原理，收集氣體的體積與排出水的體積相等。

③根據方程式AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑，計算樣品中AlN的質量分數。

解析：（1）飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液發生氧化還原反應生成氮氣、氯化鈉和水，反應離子方程式為NO2-+NH4+ 2H2O+N2↑ 。

（2）制備氮氣、干燥氮氣、氮氣與鋁粉反應、最后為防止水蒸汽與氮化鋁反應需要連接一干燥裝置，儀器理解順序是a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f ；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。

（3）連接好實驗裝置后的操作是檢查裝置的氣密性。

（4）①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應生成氨氣和偏鋁酸鈉，反應方程式為AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑；

② 要測定氮化鋁的質量分數需要準確測量氨氣的體積，氨氣易溶于水，難溶于苯，所以苯的作用是防止氨氣溶于水；收集氣體的體積與排出水的體積相等，集氣瓶中的液體沒有裝滿，則實驗測得NH3的體積不變。

③設氮化鋁的質量為xg

X=5.125g

樣品中AlN的質量分數 。