题目
氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）都是一种重要的无机非金属材料，广泛应用于矿业生产和集成电路生产领域，某化学小组进行氮化铝的制备并测定其含量的实验如图．A-|||-NaNO2 碱石灰 氧化铝、活性炭 碱石灰-|||-x-|||--NH4Cl-|||-数学-|||-C-|||-硫 B D-|||-酒精喷灯-|||-图1-|||--2sqrt (a)circled (-) 浓溶液-|||-qll 加-|||-X液体-|||-x-|||-水 氧化铝样品-|||-图2 图3【实验一】：制备氮化铝【资料卡1】实验室常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气．反应的化学方程式为：NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2+2H2O（此反应是放热反应），Al2O3+3C+N2(underline(;高温;))/(;)2AlN+3CO试回答：（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是 ____ （填编号）．A．防止NaNO2饱和溶液蒸发 B．保证实验装置不漏气 C．使NaNO2饱和溶液容易滴下（2）加入药品前必须进行的一个实验步骤是 ____ ，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是 ____ ．（3）上述实验装置存在一些不足，请指出 ____ ．（4）在制取氮化铝时由于反应不完全，氮化铝产品中所含杂质除了氧化铝以外还可能存在 ____ （填化学式）．【实验二】含量测定【资料卡2】已知氮化铝和NaOH溶液能反应，其反应方程式为：①AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑②氧化铝也能与氢氧化钠溶液反应而全部溶解，但不生成气体．现用图二中所示的一些装置来进行相关实验，根据反应中所生成氨气的体积来测定样品中的氮化铝的质量分数，（实验中导管体积忽略不计）．（1）实验操作为：a、往锥形瓶中放入适量的AlN样品；b、打开分液漏斗的活塞往锥形瓶中加入过 量的浓NaOH；c、检验装置气密性；d、测定收集到水的体积．正确的操作顺序为： ____ （用a、b、c、d字母表示）．（2）广口瓶中的试剂x宜选用 ____ （填写序号）．A．稀硫酸 B．酒精 C．植物油 D．水（3）若广口瓶内的液体没有装满（上方留有少量空间），则实验测得NH3体积将 ____ （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．（4）老师指导小组的学生说，这种装置测定AlN的质量分数，会引起测定值偏高，理由是： ____ ．【数据处理】实验小组用改进装置（图三），称取10.00g样品，测得氨气3.36L（标准状况）．则该样品中的AlN的质量分数为 ____ ．（写出计算过程，共3分）（氨气的密度为：0.7588g/L）．【拓展提高】查阅资料得知，氨气能被硫酸吸收，反应如下：2NH3+H2SO4═（NH4）2SO4若改用如图4装置进行同样实验，通过测定装置C中浓硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数．C装置中的干燥管作用是 ____ ，你认为测定的结果会 ____ （填“偏高”或“偏低”）．A-|||-NaNO2 碱石灰 氧化铝、活性炭 碱石灰-|||-x-|||--NH4Cl-|||-数学-|||-C-|||-硫 B D-|||-酒精喷灯-|||-图1-|||--2sqrt (a)circled (-) 浓溶液-|||-qll 加-|||-X液体-|||-x-|||-水 氧化铝样品-|||-图2 图3
氧化铝（Al2O3）、氮化铝（AlN）都是一种重要的无机非金属材料，广泛应用于矿业生产和集成电路生产领域，某化学小组进行氮化铝的制备并测定其含量的实验如图．
【实验一】：制备氮化铝
【资料卡1】实验室常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气．反应的化学方程式为：
NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2+2H2O（此反应是放热反应），Al2O3+3C+N2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO
试回答：
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是 ____ （填编号）．
A．防止NaNO2饱和溶液蒸发 B．保证实验装置不漏气 C．使NaNO2饱和溶液容易滴下
（2）加入药品前必须进行的一个实验步骤是 ____ ，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是 ____ ．
（3）上述实验装置存在一些不足，请指出 ____ ．
（4）在制取氮化铝时由于反应不完全，氮化铝产品中所含杂质除了氧化铝以外还可能存在 ____ （填化学式）．
【实验二】含量测定
【资料卡2】已知氮化铝和NaOH溶液能反应，其反应方程式为：
①AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
②氧化铝也能与氢氧化钠溶液反应而全部溶解，但不生成气体．
现用图二中所示的一些装置来进行相关实验，根据反应中所生成氨气的体积来测定样品中的氮化铝的质量分数，（实验中导管体积忽略不计）．
（1）实验操作为：a、往锥形瓶中放入适量的AlN样品；b、打开分液漏斗的活塞往锥形瓶中加入过 量的浓NaOH；c、检验装置气密性；d、测定收集到水的体积．正确的操作顺序为： ____ （用a、b、c、d字母表示）．
（2）广口瓶中的试剂x宜选用 ____ （填写序号）．
A．稀硫酸 B．酒精 C．植物油 D．水
（3）若广口瓶内的液体没有装满（上方留有少量空间），则实验测得NH3体积将 ____ （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（4）老师指导小组的学生说，这种装置测定AlN的质量分数，会引起测定值偏高，理由是： ____ ．
【数据处理】实验小组用改进装置（图三），称取10.00g样品，测得氨气3.36L（标准状况）．则该样品中的AlN的质量分数为 ____ ．（写出计算过程，共3分）（氨气的密度为：0.7588g/L）．
【拓展提高】查阅资料得知，氨气能被硫酸吸收，反应如下：2NH3+H2SO4═（NH4）2SO4若改用如图4装置进行同样实验，通过测定装置C中浓硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数．C装置中的干燥管作用是 ____ ，你认为测定的结果会 ____ （填“偏高”或“偏低”）．
【实验一】：制备氮化铝
【资料卡1】实验室常用饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应制取纯净的氮气．反应的化学方程式为：
NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2+2H2O（此反应是放热反应），Al2O3+3C+N2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO
试回答：
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管所起的作用是 ____ （填编号）．
A．防止NaNO2饱和溶液蒸发 B．保证实验装置不漏气 C．使NaNO2饱和溶液容易滴下
（2）加入药品前必须进行的一个实验步骤是 ____ ，加热片刻后，即应移去酒精灯以防反应物冲出，其原因是 ____ ．
（3）上述实验装置存在一些不足，请指出 ____ ．
（4）在制取氮化铝时由于反应不完全，氮化铝产品中所含杂质除了氧化铝以外还可能存在 ____ （填化学式）．
【实验二】含量测定
【资料卡2】已知氮化铝和NaOH溶液能反应，其反应方程式为：
①AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
②氧化铝也能与氢氧化钠溶液反应而全部溶解，但不生成气体．
现用图二中所示的一些装置来进行相关实验，根据反应中所生成氨气的体积来测定样品中的氮化铝的质量分数，（实验中导管体积忽略不计）．
（1）实验操作为：a、往锥形瓶中放入适量的AlN样品；b、打开分液漏斗的活塞往锥形瓶中加入过 量的浓NaOH；c、检验装置气密性；d、测定收集到水的体积．正确的操作顺序为： ____ （用a、b、c、d字母表示）．
（2）广口瓶中的试剂x宜选用 ____ （填写序号）．
A．稀硫酸 B．酒精 C．植物油 D．水
（3）若广口瓶内的液体没有装满（上方留有少量空间），则实验测得NH3体积将 ____ （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
（4）老师指导小组的学生说，这种装置测定AlN的质量分数，会引起测定值偏高，理由是： ____ ．
【数据处理】实验小组用改进装置（图三），称取10.00g样品，测得氨气3.36L（标准状况）．则该样品中的AlN的质量分数为 ____ ．（写出计算过程，共3分）（氨气的密度为：0.7588g/L）．
【拓展提高】查阅资料得知，氨气能被硫酸吸收，反应如下：2NH3+H2SO4═（NH4）2SO4若改用如图4装置进行同样实验，通过测定装置C中浓硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数．C装置中的干燥管作用是 ____ ，你认为测定的结果会 ____ （填“偏高”或“偏低”）．
题目解答
答案
【实验一】
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管可以使内外气压相同，使硝酸钠容易滴下；
（2）加入药品前必须进行的操作是检查装置的气密性；饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应放出热量；
（3）一氧化碳有毒不能直接排放；
（4）反应物中碳和氧化铝是固体，可能混入产物中．
故答案为：【实验一】（1）C；（2）检查装置的气密性；反应是放热反应；（3）尾气CO未作处理；（4）C；
【实验二】（1）实验时，应该先检验装置的气密性，然后再加入药品．
（2）广口瓶中的试剂X的作用是将氨气与水隔开，因为氨气极易溶于水，由于酒精能以任意比例与水互溶，所以不能用酒精，要用植物油将氨气与水隔开，水不溶于油，故答案为：C；
（3）反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气，反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气，氨气代替了开始的空气，把最后空间中充入的氨气当成开始时的空气即可，所以对实验结果没有影响，故答案为：无影响；
（4）滴入氢氧化钠，氧化铝也能和氢氧化钠反应生成氢气混入氨气中，所以测得的氮化铝的含量偏高，故答案为：NaOH溶液滴加进入锥形瓶会引起误差偏大；
【数据处理】氨气的质量=3.36L×0.7588g/L≈2.55g
设：样品中AlN的质量为X
AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
41 17
X 2.55g
$\frac{41}{17}$=$\frac{X}{2.55g}$
解得：X≈6.15g
则样品中AlN的质量分数为：$\frac{6.15g}{10g}$×100%=61.5%
故答案为：61.5%
【拓展提高】浓硫酸吸收氨气后装置中的气压减小，浓硫酸被到吸入干燥管中防止进入B中；浓硫酸会吸收到（外界、右侧进入的）空气中的水气，使得C装置增重偏大；
故答案为：防止倒吸；偏高．
（1）装置中A部分的分液漏斗与蒸馏瓶之间连接的导管可以使内外气压相同，使硝酸钠容易滴下；
（2）加入药品前必须进行的操作是检查装置的气密性；饱和亚硝酸钠与氯化铵溶液反应放出热量；
（3）一氧化碳有毒不能直接排放；
（4）反应物中碳和氧化铝是固体，可能混入产物中．
故答案为：【实验一】（1）C；（2）检查装置的气密性；反应是放热反应；（3）尾气CO未作处理；（4）C；
【实验二】（1）实验时，应该先检验装置的气密性，然后再加入药品．
（2）广口瓶中的试剂X的作用是将氨气与水隔开，因为氨气极易溶于水，由于酒精能以任意比例与水互溶，所以不能用酒精，要用植物油将氨气与水隔开，水不溶于油，故答案为：C；
（3）反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气，反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气，氨气代替了开始的空气，把最后空间中充入的氨气当成开始时的空气即可，所以对实验结果没有影响，故答案为：无影响；
（4）滴入氢氧化钠，氧化铝也能和氢氧化钠反应生成氢气混入氨气中，所以测得的氮化铝的含量偏高，故答案为：NaOH溶液滴加进入锥形瓶会引起误差偏大；
【数据处理】氨气的质量=3.36L×0.7588g/L≈2.55g
设：样品中AlN的质量为X
AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑
41 17
X 2.55g
$\frac{41}{17}$=$\frac{X}{2.55g}$
解得：X≈6.15g
则样品中AlN的质量分数为：$\frac{6.15g}{10g}$×100%=61.5%
故答案为：61.5%
【拓展提高】浓硫酸吸收氨气后装置中的气压减小，浓硫酸被到吸入干燥管中防止进入B中；浓硫酸会吸收到（外界、右侧进入的）空气中的水气，使得C装置增重偏大；
故答案为：防止倒吸；偏高．