Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型非金屬材料，室溫下能緩慢水解。可由鋁粉在氮?dú)夥諊��?/span>1700℃合成，產(chǎn)物為白色到灰藍(lán)色粉末。某小組探究在實(shí)驗(yàn)室制備AlN并測(cè)定產(chǎn)品純度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下。請(qǐng)回答：

(一)制備AlN

(1)按氣流由左向右的方向，上述裝置的正確連接順序?yàn)?/span>j→__________________→i(填儀器接口字母編號(hào))。

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，以空氣為原料制備AlN。裝置A中還原鐵粉的作用為________________，裝置B中試劑X為_____________________。

(二)測(cè)定產(chǎn)品純度

取m g的產(chǎn)品，用以下裝置測(cè)定產(chǎn)品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。

已知：AlN + NaOH + H2O ＝ NaAlO2 + NH3↑

(3)完成以下實(shí)驗(yàn)步驟：組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，首先_________________________________，加入實(shí)驗(yàn)藥品。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作是關(guān)閉______________________________并打開(kāi)______________，再打開(kāi)分液漏斗活塞加入足量NaOH濃溶液后關(guān)閉，至不再產(chǎn)生氣體。再______________，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，測(cè)定裝置III反應(yīng)前后的質(zhì)量變化為n g。

(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，計(jì)算產(chǎn)品中AlN的純度為___________﹪(用含m、n的代數(shù)式表示)。

(5)上述實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)仍然存在缺陷，你認(rèn)為可能的缺陷及會(huì)導(dǎo)致的測(cè)定結(jié)果____________(用 “偏高”、“偏低”描述)如何______________________________________________________。

Answer 1

【答案】fedcab(或ba)gh(或hg) 吸收O2 濃硫酸 檢查裝置的氣密性 K1 K2 打開(kāi) K1 偏低 氨氣溶于水，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低

【解析】

（1）AlN室溫下能緩慢水解，由鋁粉在氮?dú)夥諊��?/span>1700℃合成。那么空氣必須除去水和O2，還原鐵粉除去O2，B裝置中X就是為了除去水，應(yīng)該為濃硫酸，C裝置除去空氣中的CO2。應(yīng)先用C裝置除去CO2，再用A裝置除去O2，最后除去水，再在D中與Al反應(yīng)，最后用堿石灰阻止空氣進(jìn)入裝置，避免產(chǎn)品變質(zhì)。答案為fedcab(或ba)gh(或hg)；

（2）還原鐵粉的作用除去氧氣，避免給實(shí)驗(yàn)帶來(lái)干擾；B裝置的目的是除去水，X為濃硫酸，答案為吸收O2 濃硫酸；

（3）實(shí)驗(yàn)步驟，在裝藥品之前，要對(duì)裝置進(jìn)行檢漏。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始進(jìn)行，首先不通入氮?dú)猓?/span>K1是關(guān)閉的，K2是打開(kāi)的，反應(yīng)至不再產(chǎn)生氣體時(shí)，反應(yīng)停止，需要將所有的氨氣通入濃硫酸中被吸收，因此需要通入氮?dú)�，打開(kāi)K1；答案為檢查裝置的氣密性 K1 K2 打開(kāi) K1；

(4)根據(jù)方程式

AlN ~ NH3

41 17

m(AlN) n

可得m(AlN)=，，答案為；

（5）整個(gè)反應(yīng)中加入了水，氨氣極易溶于水，使得氨氣不能被濃硫酸完全吸收，氨氣的質(zhì)量偏小，結(jié)果偏低。答案為偏低 氨氣溶于水，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低。