Question

（2011?西安模擬）氮化鋁（AlN）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．某氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)，現(xiàn)用圖I中的一些裝置來進行檢驗，使氮化鋁樣品和NaOH溶液反應(yīng)：
AlN+NaOH+H₂O═NaAlO₂+NH₃↑
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)，并根據(jù)實驗現(xiàn)象來確定雜質(zhì)的成分（實驗中導管體積忽略不計）

（1）實驗有關(guān)操作為：a、往燒瓶中放入適量的AIN樣品：b、從分液漏斗往燒瓶中加入過量的濃NaOH； C、檢驗裝置的氣密性；d、測定收集到水的體積．
正確的操作順序為：

c、a、b、d

．
（2）本試驗中（圖I）檢査裝置氣密性的方法是：

關(guān)閉分液漏斗活塞，用水緊握握熱錐形瓶，廣口瓶中右側(cè)導管水柱上升，松手后水柱回落，證明氣密性好

．
（3）廣口瓶中的試劑X可選用

C

．（填選項的標號）
A．汽油        B．酒精           C．植物油          D．CCl₄
（4）實驗結(jié)束后，若觀察到燒瓶中還有固體，則樣品中含有的雜質(zhì)是

碳

．
（5）若實驗中測得樣品的質(zhì)量為w g，氨氣的體積為aL（標況下），則樣品中AIN的質(zhì)量分數(shù)為：

4100a

22.4w

%

．
（6）有人改用圖II裝置進行同樣實驗，通過測定燒杯中硫酸的增重來確定樣品中AIN的質(zhì)量分數(shù)．你認為是否可行？

不可行

 （填入“可行”、“不可行”），原因是

氨氣極易被吸收，發(fā)生倒吸現(xiàn)象

．

Answer 1

分析：（1）制取氣體時，為防止裝置漏氣應(yīng)在連接裝置后立即進行裝置氣密性檢查，確定裝置不漏氣后，本著先加固體后加液體的原則加入藥品；最后進行氣體的收集與測量；
（2）關(guān)閉分液漏斗的活塞，裝置內(nèi)形成封閉環(huán)境，如果對裝置進行加熱，裝置內(nèi)氣體受熱體積變大，若氣密性良好，就會觀察到廣口瓶中右側(cè)導管水柱上升，恒溫時水柱并不回落；
（3）產(chǎn)生的氨氣極易溶于水，為防止氨氣溶于水需要把氣體與水隔離，因此應(yīng)選擇不能與氨氣產(chǎn)生作用的液體作為隔離液；選用的試劑應(yīng)是和水不互溶，且密度大于水的．
（4）氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)，氧化鋁易溶于NaOH溶液，而實驗結(jié)束后，若觀察到錐形瓶中還有固體，說明固體不溶于氫氧化鈉溶液．
（5）計算出氨氣的體積為aL的物質(zhì)的量，再根據(jù)方程式計算出AlN的物質(zhì)的量，進而計算AlN的質(zhì)量，利用質(zhì)量分數(shù)的定義計算樣品中AIN的質(zhì)量分數(shù)．
（6）氨氣能與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨而使稀硫酸溶液質(zhì)量增加，但由于反應(yīng)較為劇烈而會使稀硫酸倒吸，而造成燒杯內(nèi)質(zhì)量不準確；為避免該現(xiàn)象出現(xiàn)，可在導管末端安裝倒扣漏斗防止倒吸．

解答：解：：（1）應(yīng)先進行裝置氣密性檢驗，然后依次加入固體藥品、液體藥品，最后進行氣體排出水的測量，確定產(chǎn)生氣體體積；
故答案為：c、a、b、d；
（2）通過微熱或用手握熱使裝置內(nèi)氣體使氣體體積變大，如果裝置漏氣則不會觀察到裝置內(nèi)有明顯變化；如果氣密性良好，廣口瓶中右側(cè)導管水柱上升，松手后水柱回落；
故答案為：關(guān)閉分液漏斗活塞，用水緊握握熱錐形瓶，廣口瓶中右側(cè)導管水柱上升，松手后水柱回落，證明氣密性好；
（3）酒精、汽油雖然都不能與氨氣發(fā)生反應(yīng)，但它們卻都極易揮發(fā)，揮發(fā)出來的氣體對實驗有影響而且揮發(fā)完后不能再起到隔離氨氣與水接觸的作用；同時由于酒精易溶于水，也不能達到隔離的目的；CCl4密度大于水，不能起到隔離作用．而植物油既不溶于水，密度小于水也不易揮發(fā)，可以把氨氣與水進行隔離；
故答案為：C；
（4）氮化鋁中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)，氧化鋁易溶于NaOH溶液，而實驗結(jié)束后，若觀察到錐形瓶中還有固體，說明固體不溶于氫氧化鈉溶液，所以雜質(zhì)是碳；
故答案為：碳．
（5）氨氣的體積為aL（標況下）的物質(zhì)的量為

aL

22.4L/mol

=

a

22.4

mol，由方程式AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑可知，樣品中AlN的物質(zhì)的量為=

a

22.4

mol，所以AlN的質(zhì)量為

a

22.4

mol×41g/mol=

41a

22.4

g，樣品中AIN的質(zhì)量分數(shù)為

41a 22.4 g

wg

×100%=

4100a

22.4w

%．
故答案為：

4100a

22.4w

%．           
（6）氨氣極易溶于稀硫酸而出現(xiàn)倒吸，因此，該裝置不能準確測量產(chǎn)生氨氣的量；可在導管末端連接漏斗倒扣在液面上，剛氨氣大量吸收時，燒杯內(nèi)液面下降而脫離接觸，可以防止稀硫酸的倒吸；
故答案為：不可行；氨氣極易被吸收，發(fā)生倒吸現(xiàn)象．

點評：本題考查對實驗原理的理解與實驗操作評價、物質(zhì)含量測定、化學計算等，難度中等，理解實驗原理是關(guān)鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力，學習中全面把握基礎(chǔ)知識．