Question

【題目】氮化鉻(CrN)薄膜具有韌性高、耐磨性好、涂層結合強度高、更好的抗高溫氧化性和抗腐蝕性以及內應力低等優點，在汽車工業、航空航天等領域取得了很好的應用效果。某化學興趣小組利用下列裝置進行氮化鉻的制備(部分夾持裝置已略)，回答下列問題：

(1)儀器x的名稱為________，x中盛有的試劑為干燥劑，該干燥劑可以是________(填字母)。

　ａ．濃硫酸 b．堿石灰 c．CaO d．無水CaCl2

(2)裝置甲中CaO可用NaOH固體代替，其原因是_______________________________________________。

(3)若裝置丙玻璃管中產生大量白煙，則發生反應的化學方程式為__________________________________。

(4)裝置丁洗氣瓶中水的作用是________________________________________。該裝置是否合適？合適則寫出合適的理由，不合適則說明改進措施：_____________________________________________________

(5)實驗前，在裝置丙中加入15.850g CrCl3，實驗結束后，取出裝置丙中的固體加熱至質量不再減少，稱量剩余固體質量為7.525g，則制備的產品純度為______%(保留小數點后一位)。

Answer 1

【答案】U形管(或U形干燥管) be NaOH溶于水放熱，且電離出OH-，促使NH3·H2O分解生成NH3 吸收尾氣HCl或NH3 不合適，將丁中插入水中的導管改為倒扣漏斗，使漏斗下緣剛好和液面相平或在裝置丙和裝置丁之間增加一個安全瓶 78.9

【解析】

本題以氨氣的實驗制備、性質和新信息下的反應方程式的書寫以及有關產物的純度計算，重點是在CrCl3與NH3的反應方程式的推斷，一是注意目標產物為CrN，二是白煙為NH4Cl固體小顆粒，這個在學習氨氣的檢驗過程中已經熟知，故難度不大。產物純度計算過程中利用差量法進行較為簡單。

(1)由儀器x的構造特點及在實驗中的作用可知其名稱是U形干燥管或U形管。NH3為堿性氣體，應用堿性干燥劑，b、c項正確；因NH3與濃硫酸和CaCl2均能反應，故不能用濃硫酸和CaCl2作為干燥NH3的干燥劑，故答案為：U形干燥管或U形管，bc；

(2)氨水中存在平衡：，NaOH溶于水放熱，且電離出OH-，促使NH3·H2O分解生成NH3，故答案為：NaOH溶于水放熱，且電離出OH-，促使NH3·H2O分解生成NH3；

(3)裝置丙玻璃管中的物質為CrCl3，另外通入NH3，產生大量白煙是NH4Cl固體小顆粒，目標產物為CrN，故化學方程式為，故答案為：；

(4)HCl、NH3在水中溶解性極好，可用水作為二者的尾氣吸收劑。裝置丁中導管直接插入水中，容易引起倒吸，為防止液體倒吸，可將插入水中的導管改為倒扣漏斗，使漏斗下緣剛好和液面相平或在裝置丙和裝置丁之間增加一個安全瓶，故答案為：吸收尾氣HCl或NH3 不合適，將丁中插入水中的導管改為倒扣漏斗，使漏斗下緣剛好和液面相平或在裝置丙和裝置丁之間增加一個安全瓶；

(5)利用差量法計算：

則x=5.94，

純度為，故答案為：78.9%。