Question

【題目】氮化鋁（AlN）是一種綜合性能優良的陶瓷材料，能緩慢水解，不耐酸堿腐蝕。某小組探究在實驗室制備AlN并測定產品純度，設計實驗如下。請回答：

Ⅰ．制備AlN

（1）實驗時，以空氣為原料制備AlN。按氣流由左向右的方向，上述裝置的正確連接順序為j→________→i（填儀器接口字母編號）。

（2）上述裝置中，需要檢漏的儀器名稱為________。

（3）試劑X的作用為________。

（4）裝置D中發生反應的化學方程式為________。

Ⅱ．測定產品純度

（5）設計實驗證明：裝置D的產品中含有Al單質________。

（6）測定產品純度：取裝置D中產品4.37g，加入足量NaOH濃溶液；通入水蒸氣，將生成的氣體全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的鹽酸吸收；以酚酞作指示劑，用c2mol·L－1的NaOH標準溶液滴定過量的鹽酸，達到滴定終點時，消耗V2mLNaOH標準溶液。則：

①達到滴定終點的現象為________。

②產品中A1N的質量分數為________（列出計算式即可）。

Answer 1

【答案】 f e d c a b（或b a）g h（或h g） 分液漏斗 吸收空氣中的水蒸氣，避免其與還原鐵粉反應干擾實驗 2Al＋N22AlN 取D中少量產品于試管中，加入足量稀硫酸，有無色、無味的可燃性氣體生成，則產品中含有Al單質 滴入最后一滴NaOH標準溶液時，溶液從無色恰好變為淺紅色，且半分鐘不變色

【解析】試題分析：Ⅰ．氮氣和鋁粉反應制備AlN ，實驗時，以空氣為原料制備氮氣，空氣通過氫氧化鈉溶液除二氧化碳，通過濃硫酸干燥，通過還原性鐵粉除氧氣，氮氣和鋁粉反應生成氮化鋁，為防止氮化鋁緩慢水解，制備裝置后小于用堿石灰進行干燥。（2）帶活塞的裝置需要驗漏；（3）試劑X是濃硫酸，作用為干燥空氣；（4）裝置D中氮氣和鋁粉反應生成氮化鋁；Ⅱ．（5）Al單質能與酸反應生成氫氣，氮化鋁與酸反應不能生成氫氣；（6）將生成的氣體全部蒸出，用V1mLc1mol·L－1的過量鹽酸吸收，溶液呈酸性，滴入酚酞作指示劑，溶液顯無色，用c2mol·L－1的NaOH標準溶液滴定過量的鹽酸，達到滴定終點時呈堿性，溶液顯粉紅色；②氮化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成氨氣，反應放出的氨氣和c2mol·L－1 V2mL的NaOH共消耗V1mL c1mol·L－1的鹽酸，根據關系式計算；

解析：根據以上分析（1）實驗時，按氣流由左向右的方向，上述裝置的正確連接順序為j→f e d c a b（或b a）g h（或h g）→i；（2）上述裝置中，需要檢漏的儀器為分液漏斗；（3）試劑X是濃硫酸，作用為吸收空氣中的水蒸氣，避免其與還原鐵粉反應干擾實驗；（4）裝置D中反應的化學方程式為2Al＋N22AlN；Ⅱ．取D中少量產品于試管中，加入足量稀硫酸，有無色、無味的可燃性氣體氫氣生成，則產品中含有Al單質；（6）①原溶液呈酸性，隨氫氧化鈉的滴入，溶液的PH增大，溶液逐漸變為堿性，所以滴入最后一滴NaOH標準溶液時，溶液從無色恰好變為淺紅色，且半分鐘不變色達到滴定終點；

② 設氮化鋁的質量為x g

X= ，產品中A1N的質量分數為