Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種性能優(yōu)異的新型材料，在許多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，前景廣闊。某化學(xué)小組模擬工業(yè)制氮化鋁原理欲在實驗室制備氮化鋁并檢驗其純度。查閱資料：

①實驗室用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液共熱制N2：NaNO2＋NH4ClNaCl＋N2↑＋2H2O。

②工業(yè)制氮化鋁：Al2O3＋3C＋N2高溫,2AlN＋3CO，氮化鋁在高溫下能水解。

③AlN與NaOH飽和溶液反應(yīng)：AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑。

Ⅰ.氮化鋁的制備

(1)實驗中使用的裝置如上圖所示，請按照氮氣氣流方向?qū)⒏鲀x器接口連接：e→c→d→a→b→____________________(根據(jù)實驗需要，上述裝置可使用多次)。

(2)B裝置內(nèi)的X液體可能是_____________，E裝置內(nèi)氯化鈀溶液的作用可能是_____。

Ⅱ.氮化鋁純度的測定

（方案ⅰ）甲同學(xué)用如圖裝置測定AlN的純度(部分夾持裝置已略去)。

(3)為準(zhǔn)確測定生成氣體的體積，量氣裝置(虛線框內(nèi))中的Y液體可以是________。

a．CCl4 b．H2O

c．NH4Cl飽和溶液 d．植物油

(4)若裝置中分液漏斗與導(dǎo)氣管之間沒有導(dǎo)管A連通，對所測AlN純度的影響是________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。

（方案ⅱ）乙同學(xué)按以下步驟測定樣品中AlN的純度。

(5)步驟②通入過量________氣體。

(6)步驟③過濾所需要的主要玻璃儀器有____________。

Answer 1

【答案】f(g)→g(f)→a(c)→b(d)→i 濃硫酸 吸收CO，防止污染 ad 偏大 CO2 燒杯、玻璃棒、漏斗

【解析】

利用裝置C制備氮氣，通過裝置B中濃硫酸干燥氣體，通過裝置A中的堿石灰除去酸性氣體，通過裝置D氮氣和鋁發(fā)生反應(yīng)，利用裝置A或B防止空氣中水蒸氣進入裝置D，最后通過裝置E吸收多余的CO，防止污染空氣；樣品加入氫氧化鈉溶液反應(yīng)AlN＋NaOH＋H2O = NaAlO2＋NH3↑，測定生成氣體為NH3，液體不能選用水溶液、不能和氨氣反應(yīng)，樣品溶于過量氫氧化鈉溶液中過濾得到濾液偏鋁酸鈉溶液，濾液及其洗滌液中通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，過濾得到固體灼燒得到氧化鋁。

(1)利用裝置C制備氮氣，通過裝置B中濃硫酸干燥氣體，通過裝置A中的堿石灰除去酸性氣體，通過裝置D氮氣和鋁發(fā)生反應(yīng)，利用裝置A或B防止空氣中水蒸氣進入裝置D，最后通過裝置E吸收多余的CO，防止污染空氣，按照氮氣氣流方向?qū)⒏鲀x器接口連接，因此氮氣氣流方向?qū)⒏鲀x器接口連接：e→c→d→a→b→f(g)→g(f)→a(c)→b(d)→i；故答案為：f(g)→g(f)→a(c)→b(d)→i。

(2)根據(jù)第1題得出B裝置內(nèi)的X液體可能是濃硫酸，NO氣體有毒，E裝置內(nèi)氯化鈀溶液的作用可能是吸收CO，防止污染；故答案為：濃硫酸；吸收CO，防止污染。

(3)樣品加入氫氧化鈉溶液反應(yīng)AlN＋NaOH＋H2O = NaAlO2＋NH3↑，測定生成氣體為NH3，液體不能選用水溶液、不能和氨氣反應(yīng)，為準(zhǔn)確測定生成氣體的體積，量氣裝置中的Y液體可以是ad；故答案為：ad。

(4)若裝置中分液漏斗與導(dǎo)氣管之間沒有導(dǎo)管A連通，溶液流下過程中集氣瓶中壓強增大，會排出裝置內(nèi)空氣，導(dǎo)致測定氨氣體積增大，所測AlN純度的增大；故答案為：偏大。

(5)樣品m1g溶于過量氫氧化鈉溶液中過濾得到濾液偏鋁酸鈉溶液，濾渣質(zhì)量m2g，濾液及其洗滌液中通入過量二氧化碳生成氫氧化鋁沉淀，過濾得到固體灼燒得到氧化鋁為m3g，步驟②操作目的是將偏鋁酸鈉轉(zhuǎn)化成氫氧化鋁沉淀，則通入的是過量CO2氣體；故答案為：CO2。

(6)步驟③“過濾”操作需要的主要玻璃儀器是：燒杯、玻璃棒、漏斗；故答案為：燒杯、玻璃棒、漏斗。