问题 实验题

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的含量,设计如下三种实验方案。

已知:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3

【方案1】

取一定量的样品,用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

(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______________。

(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2】

用右图装置测定m g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AIN的质量分数             

【方案3】按以下步骤测定样品中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”)。

答案

(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)C装置出口处连接一个干燥装置 

(4)ad 

(5)41/22400m

(6)AlO2+CO2+2H2O=HCO3+Al(OH)3↓ 

(7)偏高

(1)分析装置和仪器作用分析,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,将装置内的氨气全部赶入装置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)依据氨气极易溶于水的性质分析,为测定生成气体的体积,量气装置中的X液体可以是;

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;

(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═NaAIO2+NH3

41                   22.4L

X                  V×10-3L

X=41V×10-3/22.4        则AlN的质量分数=41V/22400m×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。

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题