Question

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”)。

Answer

（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。

考点：考查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。