Question

氮化锶(Sr₃N₂)在工业上广泛用于生产荧光粉。锶与氮气在加热条件下可生成氮化锶，氮化锶遇水剧烈反应。某同学设计如下装置制备氮化锶(各装置盛装足量试剂)，所使用的氮气样品可能含有少量CO、CO₂、O₂等气体杂质。

已知：醋酸二氨合亚铜CH₃COO[Cu(NH₃)₂]溶液能定量吸收CO，但易被O₂氧化，失去吸收CO能力；连苯三酚碱性溶液能定量吸收O₂。

Ⅰ．氮化锶的制取

（1）仪器a的名称是__________________。

（2）装置C、D、E盛装的试剂分别是_______________(填代号)。

甲. 连苯三酚碱性溶液

乙. 浓硫酸

丙. 醋酸二氨合亚铜溶液

（3）该套装置设计存在缺陷，可能会导致产品变质，提出改进方案 ____。

Ⅱ．产品纯度的测定

称取6.0 g Ⅰ中所得产品，加入干燥的三颈烧瓶中，然后由恒压滴液漏斗加入蒸馏水，通入水蒸气，将产生的氨全部蒸出，用200.00 mL 1.00 mol/L的盐酸标准溶液完全吸收(吸收液体积变化忽略不计)。从烧杯中量取20.00 mL的吸收液，用1.00 mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗16.00 mL NaOH溶液。(图中夹持装置略)

（4）三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为 _________________________________。

（5）装置中长玻璃管的作用原理是_________。

（6）用1.00 mol/L的NaOH标准溶液滴定过剩的 HCl时所选指示剂为__________________。

（7）产品纯度为_____________。(保留三位有效数字)

（8）下列实验操作可能使氮化锶(Sr₃N₂)测定结果偏低的是____________(填字母)。

a.滴定前碱式滴定管未排气泡，滴定后气泡消失

b. 读数时，滴定前平视，滴定后俯视

c. 滴定后，碱式滴定管尖嘴外还悬着一滴液体

Answer

蒸馏烧瓶 甲丙乙 在装置F后连接一个盛有碱石灰的干燥管(或其他合理答案) Sr3N2 + 6H2O＝3Sr(OH)2 + 2NH3↑ 当装置1中压力过大时，安全管中液面上升，使装置1中压力稳定 甲基橙 97.3% ac

【解析】

Ⅰ．含有少量CO、CO2、O2等气体杂质的氮气依次通过NaOH溶液、连苯三酚碱性溶液、醋酸二氨合亚铜溶液、浓硫酸，达到依次除CO2、O2和CO，并干燥的目的；

Ⅱ．用一定量的盐酸吸收反应Sr3N2 + 6H2O＝3Sr(OH)2 + 2NH3↑中生成的氨气，吸收液用NaOH溶液滴定，根据消耗的NaOH标准液的量可计算剩余HCl的量，再结合实际吸收氨气消耗的HCl的量计算出反应中生成的氨气，由氨气可计算样品的纯度。

Ⅰ．(1)仪器a的名称是蒸馏烧瓶；

(2)因醋酸二氨合亚铜溶液能定量吸收CO，但易被O2氧化，失去吸收CO能力，且最后气体需要干燥，防氮化锶遇水剧烈反应，则混合气体依次通过NaOH溶液、连苯三酚碱性溶液、醋酸二氨合亚铜溶液、浓硫酸，即装置C、D、E盛装的试剂分别是甲、丙、乙；

(3)F装置直接与空气相通，空气中水蒸气可能会进入F装置中与氮化锶反应，导致产品变质，则应该在装置F后连接一个盛有碱石灰的干燥管；

Ⅱ．(4)Sr3N2 在水中水解生成Sr(OH)2 和NH3，则三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为Sr3N2 + 6H2O＝3Sr(OH)2 + 2NH3↑；

(5)装置中长玻璃管与外界相通，当装置1中压力过大时，安全管中液面上升，使装置1中压力稳定，起稳压作用；

(6)NaOH溶液和盐酸溶液恰好反应后呈中性，但溶液中还有氯化铵，为防止氢氧化钠和铵盐反应，可以选择酸性变色范围内的指示剂，则应选取甲基橙作指示剂；

(7)用1.00 mol/L NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗16.00 mL NaOH溶液，则剩余HCl的物质的量为1.00 mol/L×0.016L×=0.16mol，反应中生成的NH3的物质的量为0.2L×1.00 mol/L-0.16mol =0.2mol-0.16mol=0.04mol，产品纯度为=97.3%；

(8)a．滴定前碱式滴定管未排气泡，滴定后气泡消失，则消耗的NaOH标准溶液体积偏大，过量的HCl的物质的量偏大，导致测定结果偏低，故a正确；

b．读数时，滴定前平视，滴定后俯视，则消耗的NaOH标准溶液体积偏小，过量的HCl的物质的量偏小，导致测定结果偏高，故b错误；

c．滴定后，碱式滴定管尖嘴外还悬着一滴液体，则消耗的NaOH标准溶液体积偏大，过量的HCl的物质的量偏大，导致测定结果偏低，故c正确；

故答案为ac。