Question

氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al₂O₃杂质，为测定AlN的质量分数，设计如下两种实验方案。

（1）已知AlN与NaOH反应得到一种盐和一种碱性气体，化学反应方程式是____

（方案1）取一定量的样品，用图1装置测定样品中AlN的质量分数（夹持仪器已略去）。

（2）图1中仪器a的名称是___

（3）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置气密性，再加入实验药品。关闭K₁，打开K₂和分液漏斗活塞，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装置在反应前后的质量变化。通入氮气的目的是____

（4）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2）用图2装置测定mg样品中AlN的质量分数（部分夹持装置己略去）。

（5）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是___（填字母序号）。

a．CCl₄    b．H₂O    c．饱和NH₄Cl溶液    d．苯

（6）若mg样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL（标准状况），则AlN的质量分数为___。若将b处胶管用弹簧夹夹住，其他操作均不变，则最终测定的结果___（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

Answer

AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ 干燥管 将A中残留气体全部赶至C中 C装置后添加一个装有碱石灰的干燥管 a、d 偏大

【解析】

（1）已知AlN与NaOH反应得到一种盐和一种碱性气体，根据反应物，盐为偏铝酸钠，碱性气体为氨气；

（2）根据装置特点，图1中仪器a的名称是干燥管；

（3）反应结束时，为了使测量的含量更准确，将装置A、B中残留有氨气排入装置C，被硫酸完全吸收；

（4）浓硫酸具有吸水性，防止浓硫酸吸收外界气体中的水蒸气造成误差；

（5）为测定生成的气体氨气的体积，并利用U型管测量气体体积，则要求U型管内液体不溶解氨气，且不与氨气反应；

（6）根据N原子守恒，n（NH3）=n（AlN）进行计算；若将b处胶管用弹簧夹夹住，加入的NaOH溶液的体积会计算成氨气的体积；

（1）已知AlN与NaOH反应得到一种盐和一种碱性气体，根据反应物，盐为偏铝酸钠，碱性气体为氨气，方程式为AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

（2）根据装置特点，图1中仪器a的名称是干燥管；

（3）反应结束时，为了使测量的含量更准确，将装置A、B中残留有氨气排入装置C，被硫酸完全吸收；

（4）浓硫酸具有吸水性，防止浓硫酸吸收外界气体中的水蒸气造成误差，则应在装置C后加一干燥装置；

（5）为测定生成的气体氨气的体积，并利用U型管测量气体体积，则要求U型管内液体不溶解氨气，且不与氨气反应，

a．CCl4与氨气不相溶，且不反应，a正确；

b．H2O可溶解氨气，少量反应，b错误；

c．饱和NH4Cl溶液，可降低氨气的溶解度，但氨气依然有较多的溶解，c错误；

d．苯与氨气不相溶，且不反应，d正确；

答案为ad；

（6）根据N原子守恒，n（NH3）=n（AlN）=V×10-3L÷22.4L/mol，AlN的质量分数= V×10-3L÷22.4L/mol×41g/mol÷m×100%=；若将b处胶管用弹簧夹夹住，加入的NaOH溶液的体积会计算成氨气的体积，则结果偏大。