Question

氮化鋁（AlN）是一種新型無機材料．某氮化鋁樣品中含有碳或氧化鋁雜質．已知氮化鋁和NaOH溶液能反應，其反應方程式為：①AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑，②氧化鋁也能與氫氧化鈉溶液反應而全部溶解，但不生成氣體．
現用圖Ⅰ中的一些裝置來進行相關實驗，根據反應中所生成氨氣的體積來測定樣品中的氮化鋁的質量分數，并根據實驗現象來確定雜質的成分（實驗中導管體積忽略不計）

（1）指出圖Ⅰ中儀器的名稱：A______； B______．
（2）實驗操作為：a、往B中放入適量的AlN樣品：b、A往錐形瓶中加入過量的濃NaOH；
c、檢驗裝置氣密性；d、測定收集到水的體積．正確的操作順序為______（用a、b、c、d字母表示）．
（3）本試驗中檢查裝置氣密性的方法是______．
（4）廣口瓶中的試劑X可選用______（填生活中常見的物質名稱）．廣口瓶的液體沒有裝滿（上方留有少量空間），實驗測得NH₃的體積將______（填偏大、偏小或不變）．
（5）實驗結束后，若觀察到B中還有固體，則樣品中含有的雜質是______．
（6）若實驗中測得樣品的質量為2.56g，氨氣的體積為1.12L（標況下），則樣品中AlN的質量分數為______（AlN的相對分子質量為41，每22.4L氨氣質量為17g）．
（7）有人改用圖Ⅱ裝置進行同樣實驗，通過測定燒杯中硫酸的增重來確定樣品中AlN的質量分數．你認為是否可行？______（填入“可行”、“不可行”），若不可行需說 明原因______．

Answer 1

【答案】分析：根據題目給出的信息：制取氣體時，為防止裝置漏氣應在連接裝置后立即進行裝置氣密性檢查，確定裝置不漏氣后，本著先加固體后加液體的原則加入藥品；最后進行氣體的收集與測量；關閉分液漏斗的活塞，裝置內形成封閉環境，如果對裝置進行加熱，裝置內氣體受熱體積變大，若氣密性良好，就會觀察到廣口瓶中右側導管水柱上升，恒溫時水柱并不回落；產生的氨氣極易溶于水，為防止氨氣溶于水需要把氣體與水隔離，因此應選擇不能與氨氣產生作用的液體作為隔離液；本次實驗的目的在于測定產生氣體的體積而不是收集純凈的氣體，因此，廣口瓶內的原有氣體不在測量范圍內；氮化鋁、氧化鋁都可與氫氧化鈉溶液反應，形成偏鋁酸鈉溶液、水和氨氣，充分反應后不會有固體物質的殘留；而碳不能與氫氧化鈉溶液反應；需要根據反應的化學方程式，由產生氨氣的質量計算參加反應樣品中氮化鋁的質量；然后求AlN的質量分數；氨氣能與硫酸反應生成硫酸銨而使稀硫酸溶液質量增加，但由于反應較為劇烈而會使稀硫酸倒吸，而造成燒杯內質量不準確．
解答：解：（1）分液漏斗方便加入液體藥品，錐形瓶是常用的反應容器，故答案為：分液漏斗；錐形瓶
（2）制取氣體時，為防止裝置漏氣應在連接裝置后立即進行裝置氣密性檢查，確定裝置不漏氣后，本著先加固體后加液體的原則加入藥品；最后進行氣體的收集與測量；故答案為：c、a、b、d
（3）關閉分液漏斗的活塞，裝置內形成封閉環境，如果對裝置進行加熱，裝置內氣體受熱體積變大，若氣密性良好，就會觀察到廣口瓶中右側導管水柱上升，恒溫時水柱并不回落；故答案為：關閉分液漏斗活塞，微熱錐形瓶，廣口瓶中右側導管水柱上升，恒溫時水柱并不回落
（4）產生的氨氣極易溶于水，為防止氨氣溶于水需要把氣體與水隔離，因此應選擇不能與氨氣產生作用的液體作為隔離液；本次實驗的目的在于測定產生氣體的體積而不是收集純凈的氣體，因此，廣口瓶內的原有氣體不在測量范圍內；故答案為：食用油；不變
（5）氮化鋁、氧化鋁都可與氫氧化鈉溶液反應，形成偏鋁酸鈉溶液、水和氨氣，充分反應后不會有固體物質的殘留；而碳不能與氫氧化鈉溶液反應；故答案為：碳
（6）本題需要根據反應的化學方程式，由產生氨氣的質量計算參加反應樣品中氮化鋁的質量為2.05g；然后求AlN的質量分數=≈80.1%，故答案為：80.1%
（7）氨氣能與硫酸反應生成硫酸銨而使稀硫酸溶液質量增加，但由于反應較為劇烈而會使稀硫酸倒吸，而造成燒杯內質量不準確；故答案為：不可行；氨氣極易被吸收，發生倒吸現象
點評：本考點屬于實驗探究題，利用化學變化前后元素種類和質量不變，可利用氨氣中N元素的質量計算樣品中氮化鋁的質量．本題根據題目提供的信息，結合課本中學過的知識來解決，還要注意操作步驟．本考點主要出現在實驗題中．