氧化鋁(Al
2O
3)、氮化鋁(AlN)都是一種重要的無機非金屬材料,廣泛應(yīng)用于礦業(yè)生產(chǎn)和集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域,某化學(xué)小組進行氮化鋁的制備并測定其含量的實驗如圖.
【實驗一】:制備氮化鋁
【資料卡1】實驗室常用飽和亞硝酸鈉與氯化銨溶液反應(yīng)制取純凈的氮氣.反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
NaNO
2+NH
4Cl=NaCl+N
2+2H
2O(此反應(yīng)是放熱反應(yīng)),Al
2O
3+3C+N
22AlN+3CO
試回答:
(1)裝置中A部分的分液漏斗與蒸餾瓶之間連接的導(dǎo)管所起的作用是
(填編號)
A.防止NaNO
2飽和溶液蒸發(fā) B.保證實驗裝置不漏氣 C.使NaNO
2飽和溶液容易滴下
(2)加入藥品前必須進行的一個實驗步驟是
,加熱片刻后,即應(yīng)移去酒精燈以防反應(yīng)物沖出,其原因是
;
(3)上述實驗裝置存在一些不足,請指出
;
(4)在制取氮化鋁時由于反應(yīng)不完全,氮化鋁產(chǎn)品中所含雜質(zhì)除了氧化鋁以外還可能存在
(填化學(xué)式).
【實驗二】含量測定
【資料卡2】已知氮化鋁和NaOH溶液能反應(yīng),其反應(yīng)方程式為:
①AlN+NaOH+H
2O=NaAlO
2+NH
3↑
②氧化鋁也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而全部溶解,但不生成氣體.
現(xiàn)用圖二中所示的一些裝置來進行相關(guān)實驗,根據(jù)反應(yīng)中所生成氨氣的體積來測定樣品中的氮化鋁的質(zhì)量分數(shù),(實驗中導(dǎo)管體積忽略不計).
(1)實驗操作為:a、往錐形瓶中放入適量的AlN樣品;b、打開分液漏斗的活塞往錐形瓶中加入過 量的濃NaOH;c、檢驗裝置氣密性;d、測定收集到水的體積.正確的操作順序為:
(用a、b、c、d字母表示).
(2)廣口瓶中的試劑x宜選用
(填寫序號).
A.稀硫酸 B.酒精 C.植物油 D.水
(3)若廣口瓶內(nèi)的液體沒有裝滿(上方留有少量空間),則實驗測得 NH
3體積將
(選填“偏大”、“偏小”或“無影響”).
(4)老師指導(dǎo)小組的學(xué)生說,這種裝置測定AlN的質(zhì)量分數(shù),會引起測定值偏高,理由是:
.
【數(shù)據(jù)處理】實驗小組用改進裝置(圖三),稱取10.00g樣品,測得氨氣3.36L(標準狀況).則該樣品中的AlN的質(zhì)量分數(shù)為
.(寫出計算過程,共3分)(氨氣的密度為:0.7588g/L).
【拓展提高】查閱資料得知,氨氣能被硫酸吸收,反應(yīng)如下:2NH
3+H
2SO
4═(NH
4)
2SO
4若改用如圖4裝置進行同樣實驗,通過測定裝置C中濃硫酸的增重來確定樣品中AlN的質(zhì)量分數(shù).C裝置中的干燥管作用是
,你認為測定的結(jié)果會
(填“偏高”或“偏低”).