Question

新型陶瓷氮化鋁可用Al₂O₃高溫還原法制備：Al₂O₃+3C+N

高溫  .

 2AlN+3CO，用該法制得的產(chǎn)品中常含有少量雜質(zhì)．某同學(xué)擬通過如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定產(chǎn)品中AlN的純度．已知：AlN溶于強(qiáng)堿溶液時(shí)會(huì)生成NH₃．
（1）從原料角度分析，AlN中的雜質(zhì)可能是

 

，裝置A中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為

 

．
（2）裝置B中的試劑是

 

；裝置C中長頸漏斗的作用是

 

．
（3）充分反應(yīng)后，需打開K通入一段時(shí)間N₂，其目的是

 

．
（4）下列針對(duì)該實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)措施中，不能提高測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確度的是

 

（填字母）．
a．在加入NaOH溶液之前，排凈裝置內(nèi)的氧氣
b．滴加NaOH溶液不宜過快
c．取消B裝置
d．在C之后增添盛有堿石灰的干燥管
（5）實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱取m g的樣品三份，進(jìn)行三次測(cè)定，測(cè)得實(shí)驗(yàn)前后裝置C平均增重n g，則樣品中AlN的純度為

 

．
（6）實(shí)驗(yàn)證明，用上圖裝置測(cè)定的AlN純度偏高，原因是

 

．

Answer 1

分析：（1）從原料用到的固體物質(zhì)來分析；根據(jù)題目信息：AlN溶于強(qiáng)堿溶液時(shí)會(huì)生成NH₃來書寫方程式；
（2）氨氣的干燥用堿石灰，長頸漏斗可以防止倒吸；
（3）氨氣的生成量是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的關(guān)鍵，氮?dú)饪梢詫�氨氣全部排出以被硫酸吸收；�?br />（4）氨氣的生成量的準(zhǔn)確測(cè)定是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的關(guān)鍵，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膩磉x擇；
（5）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，可求得AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（6）測(cè)定的AlN純度偏高，則氨氣的量偏高，根據(jù)試驗(yàn)過程來分析即可．

解答：解：（1）從原料用到的固體物質(zhì)有氧化鋁、碳單質(zhì)以及氮化鋁，所以氮化鋁中的雜質(zhì)只能是氧化鋁和碳，根據(jù)題目信息：AlN溶于強(qiáng)堿溶液時(shí)會(huì)生成NH₃，化學(xué)方程式為：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑，故答案為：氧化鋁和碳；AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑；
（2）氨氣的干燥用堿石灰，在裝置中，長頸漏斗可以防止倒吸，故答案為：堿石灰；防止倒吸；
（3）氨氣的生成量是實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的關(guān)鍵，為保證生成的氨氣全部被排出并被硫酸吸收，故答案為：氮?dú)饪梢詫�氨氣全部排出以被硫酸吸收�?br />（4）a．裝置內(nèi)的氧氣不會(huì)對(duì)氨氣的量產(chǎn)生影響，所以在加入NaOH溶液之前，排凈裝置內(nèi)的氧氣，和試驗(yàn)準(zhǔn)確度無關(guān)，故a正確；
b．滴加NaOH溶液不宜過快，可以保證氮化鋁能和氫氧化鈉充分反應(yīng)放出氨氣，氨氣的量和實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度有關(guān)，故b錯(cuò)誤；
c．取消B裝置，被濃硫酸吸收的是氨氣以及水蒸氣，會(huì)使得結(jié)果偏高，影響結(jié)果準(zhǔn)確度，故c正確；
d．在C之后增添盛有堿石灰的干燥管，可以防止空氣中的水蒸氣干擾，提高準(zhǔn)確度，故d錯(cuò)誤；
故選ac；
（5）實(shí)驗(yàn)前后裝置C平均增重ng，即生成氨氣的質(zhì)量是ng，氮原子的守恒，氨氣的物質(zhì)的量等于AlN的物質(zhì)的量，AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

n 17 mol×41g/mol

m

=

41n

17m

，故答案為：

41n

17m

；
（6）測(cè)定的AlN純度偏高，則氨氣的量測(cè)得值偏高，可能是裝置C中的濃硫酸吸收了空氣中的水蒸氣所致，故答案為：裝置C中的濃硫酸吸收了空氣中的水蒸氣．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于物質(zhì)的組成和含量測(cè)定知識(shí)的綜合考查題，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，難度大．