Question

氮化铝（AlN）是一种综合性能优良的陶瓷材料，能缓慢水解，不耐酸碱腐蚀。某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度，设计实验如下。请回答：

Ⅰ．制备AlN

（1）实验时，以空气为原料制备AlN。按气流由左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j→________→i（填仪器接口字母编号）。

（2）上述装置中，需要检漏的仪器名称为________。

（3）试剂X的作用为________。

（4）装置D中发生反应的化学方程式为________。

Ⅱ．测定产品纯度

（5）设计实验证明：装置D的产品中含有Al单质________。

（6）测定产品纯度：取装置D中产品4.37g，加入足量NaOH浓溶液；通入水蒸气，将生成的气体全部蒸出，用V₁mLc₁mol·L^－1的盐酸吸收；以酚酞作指示剂，用c₂mol·L^－1的NaOH标准溶液滴定过量的盐酸，达到滴定终点时，消耗V₂mLNaOH标准溶液。则：

①达到滴定终点的现象为________。

②产品中A1N的质量分数为________（列出计算式即可）。

Answer

f e d c a b（或b a）g h（或h g） 分液漏斗 吸收空气中的水蒸气，避免其与还原铁粉反应干扰实验 2Al＋N22AlN 取D中少量产品于试管中，加入足量稀硫酸，有无色、无味的可燃性气体生成，则产品中含有Al单质 滴入最后一滴NaOH标准溶液时，溶液从无色恰好变为浅红色，且半分钟不变色

【解析】试题分析：Ⅰ．氮气和铝粉反应制备AlN ，实验时，以空气为原料制备氮气，空气通过氢氧化钠溶液除二氧化碳，通过浓硫酸干燥，通过还原性铁粉除氧气，氮气和铝粉反应生成氮化铝，为防止氮化铝缓慢水解，制备装置后小于用碱石灰进行干燥。（2）带活塞的装置需要验漏；（3）试剂X是浓硫酸，作用为干燥空气；（4）装置D中氮气和铝粉反应生成氮化铝；Ⅱ．（5）Al单质能与酸反应生成氢气，氮化铝与酸反应不能生成氢气；（6）将生成的气体全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的过量盐酸吸收，溶液呈酸性，滴入酚酞作指示剂，溶液显无色，用c2mol·L－1的NaOH标准溶液滴定过量的盐酸，达到滴定终点时呈碱性，溶液显粉红色；②氮化铝和氢氧化钠溶液反应生成氨气，反应放出的氨气和c2mol·L－1 V2mL的NaOH共消耗V1mL c1mol·L－1的盐酸，根据关系式计算；

解析：根据以上分析（1）实验时，按气流由左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j→f e d c a b（或b a）g h（或h g）→i；（2）上述装置中，需要检漏的仪器为分液漏斗；（3）试剂X是浓硫酸，作用为吸收空气中的水蒸气，避免其与还原铁粉反应干扰实验；（4）装置D中反应的化学方程式为2Al＋N22AlN；Ⅱ．取D中少量产品于试管中，加入足量稀硫酸，有无色、无味的可燃性气体氢气生成，则产品中含有Al单质；（6）①原溶液呈酸性，随氢氧化钠的滴入，溶液的PH增大，溶液逐渐变为碱性，所以滴入最后一滴NaOH标准溶液时，溶液从无色恰好变为浅红色，且半分钟不变色达到滴定终点；

② 设氮化铝的质量为x g

X= ，产品中A1N的质量分数为

点睛：氮化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氨气，方程式为 。