Question

氮化鋁（AlN）是一種新型無機材料。某氮化鋁（AlN）僅含有Al₂O₃雜質(zhì)，某學習小組為測定該氮化鋁樣品中AlN的純度，查閱資料得知：AlN + NaOH + 3H₂O = Na[Al(OH)₄] + NH₃↑。設計如下2種方案。
方案一：量氣法——如圖所示。

（1）按圖連接好裝置，檢查裝置氣密性的方法是             。
（2） 導管a的主要作用是                   。
（3）為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是：           。（填標號）

A．CCl4

B．H2O

C．NH4Cl溶液

D．植物油

（4）若取m g樣品與NaOH濃溶液完全反應后，測得生成氣體的體積為V mL(標準狀況)。則樣品中AlN的純度為___________。
方案二：重量法——如下圖所示。

（5） 步驟①中，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為_______________。
（6） 樣品中AlN的純度為___________。
（7） 若測得樣品中AlN的純度偏高，可能的原因是___________。（寫1點）

Answer 1

（1） 往量氣管中注水至左右兩管出現(xiàn)液面差，靜置片刻，液面差不發(fā)生變化，則氣密性良好
（2）保持氣壓恒定，使NaOH濃溶液容易流下 （3） A D    （4）
（5） Al₂O₃ + 2OH^－+ 3H₂O = 2[Al(OH)₄]^－ �。�6）  　　         
（7） 沉淀洗滌不干凈（或稱量樣品的質(zhì)量偏大或氫氧化鋁灼燒不完全或其它合理答案）  

試題分析：（1）按圖連接好裝置，檢查裝置氣密性的方法是往量氣管中注水至左右兩管出現(xiàn)液面差，靜置片刻，液面差不發(fā)生變化，則氣密性良好。（2）導管a將的主要作用是使分液漏斗中的溶液的液面上下氣體壓強相同，這樣在重力的作用下NaOH濃溶液就容易順利流下。（3）為測定生成氨氣氣體的體積，量氣裝置中的X液體應該是氨氣不能溶解的液體物質(zhì)。由于氨氣極容易在水中溶解，所以B．H₂O　C．NH₄Cl溶液排除，而氨氣在CCl₄和植物油中不容易溶解。因此選項為AD。（4）根據(jù)反應方程式AlN + NaOH + 3H₂O = Na[Al(OH)₄] + NH₃↑�？芍猲(AlN)=n(NH₃)=V×10^-3L÷22.4L/mol.所以m(AlN)= n(AlN)·M=;則樣品中AIN的純度為m(AlN)÷m=.（5） 步驟①中，氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應的離子方程式為Al₂O₃ + 2OH^－ + 3H₂O = 2[Al(OH)₄]^－.在反應開始時固體的質(zhì)量是AlN和Al₂O₃質(zhì)量和，在反應最后固體的質(zhì)量為Al₂O₃質(zhì)量。根據(jù)Al守恒可知2AlN～Al₂O₃，若含有2mol的AlN，即含有82gAlN，固體質(zhì)量增加20g,性質(zhì)固體質(zhì)量增加了(m₂-m₁)g所以其中含有的AlN的質(zhì)量為。樣品中AlN的純度為m(AlN)÷m=.（7） 若測得樣品中AlN的純度偏高，可能的原因是沉淀洗滌不干凈或稱量樣品的質(zhì)量偏大或氫氧化鋁灼燒不完全等。