Question

【題目】氮化鋁（AIN，遇水易水解）廣泛應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域。某研究小組利用氮?dú)狻⒀趸�鋁和活性炭制取氮化鋁，設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置。

請(qǐng)回答：

（1）圖1中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮?dú)?/span>，該化學(xué)方程式為 。

（2）圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序是(用小寫(xiě)字母a→g填寫(xiě))： ；導(dǎo)管A的作用是 。

（3）按（2）連接好實(shí)驗(yàn)裝置后，接下來(lái)的操作是 。

（4）按（2）連接的實(shí)驗(yàn)裝置存在的缺陷是 。

（5）反應(yīng)結(jié)束后，某同學(xué)用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來(lái)測(cè)定 氮化鋁樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì)）。

①氮化鋁與過(guò)量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣化學(xué)反應(yīng)方程式為 ；

② 集氣瓶中的苯的作用是 ；集氣瓶中的液體沒(méi)有裝滿，則實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的體積將 （填“偏大”、“偏小”、“不變”）。

③若實(shí)驗(yàn)中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為10.0 g，測(cè)得氨氣的體積3. 36 L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （保留3位有效數(shù)字）。

Answer 1

【答案】（1）NaNO2+NH4Cl NaCl+2H2O+N2↑；

（2）a-e-d-g-c(或b) -g-f；

平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng)，使NaNO2飽和溶液順利滴下；

（3）檢查裝置的氣密性；

（4）洗氣瓶沒(méi)有防倒吸裝置，沒(méi)有尾氣處理裝置；

（5）①AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；②防止氨氣溶于水；不變；③ 61.5%。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮�料�?/span>NaNO2作氧化劑，N由＋3價(jià)→0價(jià)，化合價(jià)降低3價(jià)，NH4Cl作還原劑，N由－3價(jià)→0價(jià)，化合價(jià)升高3價(jià)，最小公倍數(shù)是3，因此反應(yīng)方程式為：NaNO2+NH4Cl NaCl+2H2O+N2↑；（2）因?yàn)锳lN遇水易水解，因此除去N2中的水蒸氣，因此：a→e→d，然后反應(yīng)，d→b→c，同時(shí)要防止空氣中水蒸氣的進(jìn)入，因此c→g，因此步驟是：a-e-d-g-c(或b) -g-f；導(dǎo)管A的作用是：平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng)，使NaNO2 飽和溶液順利滴下；（3）因?yàn)橛袣怏w參加反應(yīng)，因此需要驗(yàn)證裝置的氣密性；（4）缺少防倒吸裝置，和尾氣處理裝置；(5)①氮化鋁遇水發(fā)生水解反應(yīng)，AlN＋3H2O=Al(OH)3↓＋NH3↑，氫氧化鋁表現(xiàn)兩性，因此發(fā)生Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，總反應(yīng)是AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；②NH3極易溶于水，因此要防止倒吸，即苯的作用是防止NH3溶于水；對(duì)實(shí)驗(yàn)無(wú)影響，因此選不變；③根據(jù)反應(yīng)方程式，n(AlN)=n(NH3)=3.36/22.4mol=0.15mol，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.15×41/10×100%=61.5%。