Question

氮化鋁（AIN）是一種新型無機材料，廣泛應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域。某化學(xué)研究小組利用氮氣、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁，設(shè)計下圖實驗裝置。

試回答：

（1）實驗中用飽和NaNO₂與 NH₄C溶液制取氮氣的化學(xué)方程式為              。

（2）裝置中分液漏斗與蒸餾燒瓶之間的導(dǎo)管A的作用是           （填寫序號）。

a.防止NaNO₂ 飽和溶液蒸發(fā)   b.保證實驗裝置不漏氣  c.使NaNO₂ 飽和溶液容易滴下

（3）按圖連接好實驗裝置，檢查裝置氣密性的方法是                           。

（4）化學(xué)研究小組的裝置存在嚴(yán)重問題，請說明改進(jìn)的辦法                      。

（5）反應(yīng)結(jié)束后，某同學(xué)用下圖裝置進(jìn)行實驗來測定氮化鋁樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（實驗中導(dǎo)管體積忽略不計）。已知：氮化鋁和NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)₄]和氨氣

。

①廣口瓶中的試劑X最好選用        （填寫序號）。

a.汽油        b.酒精       c.植物油     d.CCl₄

②廣口瓶中的液體沒有裝滿（上方留有空間），則實驗測得NH₃的體積將     （填“偏大”、“偏小”、“不變”）。

③若實驗中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為10.0g，測得氨氣的體積為3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為            。

 

Answer 1

【答案】

（14分）（1）NaNO₂＋MH₄ClNaCl＋N₂↑＋2H₂O（2分）  （2）c（2分）

（3）在干燥管D末端連接一導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入燒杯中的液面下，用酒精燈微熱蒸餾燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，撤掉酒精燈一段時間，導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱，說明氣密性良好（其它答案合理即可）（2分）

（4）在干燥管D末端連一尾氣處理裝置（答案合理即可）（2分）

（5）①c  ②不變  ③61.5%（每空2分，共6分）

【解析】

試題分析：（1）飽和NaNO₂與 NH₄C溶液制取氮氣，則根據(jù)原子守恒可知，還應(yīng)該有水和氯化鈉生成，因此實驗中用飽和NaNO₂與 NH₄C溶液制取氮氣的化學(xué)方程式為NaNO₂＋MH₄ClNaCl＋N₂↑＋2H₂O。

（2）由于蒸餾燒瓶中有氣體生成，壓強大，分液漏斗中的液體不易滴下。分液漏斗與蒸餾燒瓶之間的導(dǎo)管A連接后，可以保持壓強相同，使NaNO₂ 飽和溶液容易滴下，答案選c。

（3）一般常用空氣熱脹冷縮法，因此根據(jù)該實驗裝置的特點可知，檢查裝置氣密性的方法是在干燥管D末端連接一導(dǎo)管，將導(dǎo)管插入燒杯中的液面下，用酒精燈微熱蒸餾燒瓶，導(dǎo)管口有氣泡冒出，撤掉酒精燈一段時間，導(dǎo)管內(nèi)上升一段水柱，說明氣密性良好。

（4）由于氮氣、氧化鋁和活性炭制取氮化鋁的同時，還有CO生成，所以必須有尾氣處理裝置，即在干燥管D末端連一尾氣處理裝置。

（5）①氮化鋁和NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)₄]和氨氣，所以要通過排水法測量氨氣的體積，則根據(jù)氨氣極易溶于水可知，X應(yīng)該是密度小于水與水不溶的試劑。汽油易揮發(fā)，a不正確。酒精和水互溶，四氯化碳密度大于水，因此選項bd均不正確。植物油密度小于水、不溶于水，c正確，答案選c。

②廣口瓶中的液體沒有裝滿（上方留有空間），由于排除的水是依據(jù)壓強差來完成的，所以對實驗結(jié)果不影響，即則實驗測得NH₃的體積將不變。

③測得氨氣的體積為3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），氨氣的物質(zhì)的量是3.36L÷22.4L/mol＝0.15mol，則根據(jù)氮原子守恒可知，氮化鋁的物質(zhì)的量是0.15mol，質(zhì)量是0.15mol×41g/mol＝6.15g，所以品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝61.5%。

考點：考查氮氣的制備、裝置作用與裝置氣密性檢驗、實驗設(shè)計與評價、物質(zhì)含量的測定與計算等