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的質量分數，設計如下兩種實驗方案。

（1）已知AlN與NaOH反應得到一種鹽和一種堿性氣體，化學反應方程式是____

（方案1）取一定量的樣品，用圖1裝置測定樣品中AlN的質量分數（夾持儀器已略去）。

（2）圖1中儀器a的名稱是___

（3）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。關閉K1，打開K2和分液漏斗活塞，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裝置在反應前后的質量變化。通入氮氣的目的是____

（4）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的質量分數（部分夾持裝置己略去）。

（5）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．飽和NH4Cl溶液 d．苯

（6）若mg樣品完全反應，測得生成氣體的體積為VmL（標準狀況），則AlN的質量分數為___。若將b處膠管用彈簧夾夾住，其他操作均不變，則最終測定的結果___（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。

Answer 1

【答案】AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ 干燥管 將A中殘留氣體全部趕至C中 C裝置后添加一個裝有堿石灰的干燥管 a、d 偏大

【解析】

（1）已知AlN與NaOH反應得到一種鹽和一種堿性氣體，根據反應物，鹽為偏鋁酸鈉，堿性氣體為氨氣；

（2）根據裝置特點，圖1中儀器a的名稱是干燥管；

（3）反應結束時，為了使測量的含量更準確，將裝置A、B中殘留有氨氣排入裝置C，被硫酸完全吸收；

（4）濃硫酸具有吸水性，防止濃硫酸吸收外界氣體中的水蒸氣造成誤差；

（5）為測定生成的氣體氨氣的體積，并利用U型管測量氣體體積，則要求U型管內液體不溶解氨氣，且不與氨氣反應；

（6）根據N原子守恒，n（NH3）=n（AlN）進行計算；若將b處膠管用彈簧夾夾住，加入的NaOH溶液的體積會計算成氨氣的體積；

（1）已知AlN與NaOH反應得到一種鹽和一種堿性氣體，根據反應物，鹽為偏鋁酸鈉，堿性氣體為氨氣，方程式為AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

（2）根據裝置特點，圖1中儀器a的名稱是干燥管；

（3）反應結束時，為了使測量的含量更準確，將裝置A、B中殘留有氨氣排入裝置C，被硫酸完全吸收；

（4）濃硫酸具有吸水性，防止濃硫酸吸收外界氣體中的水蒸氣造成誤差，則應在裝置C后加一干燥裝置；

（5）為測定生成的氣體氨氣的體積，并利用U型管測量氣體體積，則要求U型管內液體不溶解氨氣，且不與氨氣反應，

a．CCl4與氨氣不相溶，且不反應，a正確；

b．H2O可溶解氨氣，少量反應，b錯誤；

c．飽和NH4Cl溶液，可降低氨氣的溶解度，但氨氣依然有較多的溶解，c錯誤；

d．苯與氨氣不相溶，且不反應，d正確；

答案為ad；

（6）根據N原子守恒，n（NH3）=n（AlN）=V×10-3L÷22.4L/mol，AlN的質量分數= V×10-3L÷22.4L/mol×41g/mol÷m×100%=；若將b處膠管用彈簧夾夾住，加入的NaOH溶液的體積會計算成氨氣的體積，則結果偏大。