Question

【題目】氮化鋁（AlN)是一種新型無機非金屬材料。某AlN樣品僅含有Al2O3雜質，為測定AlN的含量，設計如下兩種實驗方案。已知：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑

（方案 1）取一定量mg 的樣品，用圖1裝置測定樣品中AlN的純度（夾持裝置已略去）。

（1）如圖 1，C 裝置中球形干燥管的作用是_____。

（2）完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先檢查裝置氣密性，再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是______________ ，打開分液漏斗活塞，加入 NaOH 濃溶液，至不再產生氣體。打開 K1，通入氮氣一段時間，測定 C 裝置反應前后的質量變化。通入氮氣的目的是___________。

（3）由于裝置存在缺陷，導致測定結果偏高，請提出改進意見_____。

（方案 2）用圖 2 裝置測定 mg 樣品中 AlN 的純度（部分夾持裝置已略去）。

（4）為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是_____。（填字母序號）

a．CCl4 b．H2O c．NH4Cl 溶液 d．C6H6（苯）

（5）若 mg 樣品完全反應，測得生成氣體的體積為 VmL（已轉換為標準狀況），則 AlN 的質量分數是_____________。

Answer 1

【答案】防止倒吸關閉 K1，打開 K2把裝置中殘留的氨氣全部趕入 C 裝置C 裝置出口處連接一個干燥裝置ad×100%

【解析】

在圖1中，AlN和NaOH溶液反應生成氨氣，經堿石灰干燥后被濃硫酸吸收，準確測定C裝置增重的質量計算AlN的含量；在圖2中，AlN和NaOH溶液反應生成氨氣，利用排液體法測定氨氣的體積計算AlN的含量。

(1).在裝置A中，AlN和NaOH溶液反應生成氨氣，氨氣與濃硫酸發生反應，易發生倒吸，C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸，故答案為：防止倒吸；

(2).組裝好實驗裝置，先檢查裝置氣密性，加入實驗藥品。接下來的實驗操作是關閉K1，打開K2，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應前后的質量變化。通入氮氣的目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，故答案為：關閉 K1，打開 K2；把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置；

(3).裝置存在的缺陷是空氣中的水蒸氣也可以進入裝置C，使測定結果偏高，改進的措施是在C裝置出口處連接一個干燥裝置，故答案為：C裝置出口處連接一個干燥裝置；

(4).a.CCl4不能溶解氨氣，可以用排四氯化碳溶液的方法測定氨氣體積，故a正確；

b.氨氣極易溶于水，不能用排水法測定，故b錯誤；

c.氨氣極易溶于水，不能用排NH4Cl溶液的方法測定氣體體積，故c錯誤；

d.氨氣不溶于苯，可以利用排苯溶液的方法測定氨氣的體積，故d正確，答案選：ad；

(5).若mg樣品完全反應，測得生成氣體的體積為VmL(已轉換為標準狀況)，

AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑

41 22.4L

m V×103L

m=g，則AlN的質量分數為×100%=×100%，故答案為：×100%。