问题 填空题

氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料.某AlN样品仅含有趾Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案.(已知:AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+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)如图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】用如图装置测定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.CCl4b.H2O

c.NH4Cl溶液 d.

(5)若mg样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),则AlN的质量分数是______.

【方案3】按以下步骤测定样品中AlN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)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,

故答案为:防止倒吸;

(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,

故答案为: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;

(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,故答案为:C装置出口处连接一个干燥装置;

(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;

故选ad.

(5)若mg样品完全反应,测得生成气体的体积为VmL(已转换为标准状况),

AIN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3

41 22.4L

mV×10-3L

m=

41V×10-3
22.4

则AlN的质量分数=

41V×10-3
22.4m
×100%=
41V
22400
×100%,

故答案为:

41V
22400
×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↓,

故答案为: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,故答案为:偏高.

单项选择题
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