Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無機(jī)非金屬材料，某AlN樣品僅含有Al2O3雜質(zhì)，為測定AlN的含量，設(shè)計如下實驗方案。

(1)實驗原理。

AlN溶于濃的強(qiáng)堿生成氨氣，請寫出AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程_________。

(2)實驗裝置。

如圖C裝置中球形干燥管的作用是_________________________。

(3)實驗過程。

①連接好實驗裝置________，然后稱得C裝置的質(zhì)量為yg。

②稱取xg AlN樣品置于A裝置中;塞好膠塞，關(guān)閉________打開________(填“K1”或“K2”);通過分液漏斗加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開K1，通入氮?dú)庖欢螘r間，稱得C裝置的質(zhì)量變?yōu)閦g，通入氮?dú)獾哪康氖莀_________________，裝置B的作用是__________________________。

(4)數(shù)據(jù)分析。

①AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(相對原子質(zhì)量Al：27，N：14)

②由于裝置存在缺陷，導(dǎo)致測定結(jié)果偏高，請?zhí)岢龈倪M(jìn)意見________________。

Answer 1

【答案】(1)AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH3↑

(2)防止倒吸

(3)①檢驗裝置的氣密性

②K1 K2 把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置，使氨氣被充分吸收 干燥氨氣

(4)①×100%

【解析】(1)根據(jù)題目信息：AlN溶于強(qiáng)堿溶液時會生成NH3，化學(xué)方程式為：AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH3↑。

(2)氨氣極易溶于水和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，C裝置中球形干燥管上部面積較大可以防止倒吸，避免產(chǎn)生危險，導(dǎo)致測定結(jié)果不準(zhǔn)確。

(3)①利用裝置生成氣體，應(yīng)先檢驗裝置的氣密性，然后稱得C裝置的質(zhì)量為yg為吸收氨氣的質(zhì)量;

②用足量NaOH溶液與樣品中AlN完全反應(yīng)，充分吸收生成的氨氣，并稱量其質(zhì)量，故應(yīng)關(guān)閉活塞K1，打開活塞K2，使生成的氨氣被濃硫酸全部吸收，通過分液漏斗加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開K1，通入氮?dú)庖欢螘r間，稱得C裝置的質(zhì)量變?yōu)閦g，通入氮?dú)獾哪康氖前蜒b置中殘留的氨氣全部趕入C裝置，使氨氣被充分吸收，避免氨氣中的水蒸氣影響測定結(jié)果，通過裝置B中的堿石灰吸收水蒸氣，對氨氣進(jìn)行干燥。

(4)①氨氣的質(zhì)量為(z-y)g，物質(zhì)的量為mol，根據(jù)氮原子的守恒，氨氣的物質(zhì)的量等于AlN的物質(zhì)的量，所以AlN的質(zhì)量為mol×41 g·mol-1=g，故AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%=×100%;

②裝置C處濃硫酸會吸收空氣中的水蒸氣使測定的氨氣質(zhì)量增大，改進(jìn)意見是C裝置出口處連接一個干燥裝置，以防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入。