(2013•山东模拟)氮化铝(AIN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域.某化学研究小组利用 制取

(2013•山东模拟)氮化铝(AIN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域.某化学研究小组利用 制取氮化铝,设计如图甲所示的实验装置.

试回答:
(1)实验中用饱和NaNO2与NH4C溶液制取氧气的化学方程式为
NaNO2+NH4Cl
.
NaCl+N2↑+2H2O
NaNO2+NH4Cl
.
NaCl+N2↑+2H2O

(2)装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是______(填写序号).
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
(3)按图连接好实验装置,检查装置气密性的方法是______.
(4)化学研究小组的装置存在严重问题,请说明改进的办法______.
(5)反应结束后,某同学用图乙所示装置进行实验来测定氮化铝样 品的质量分数(实验中导管体积忽略不计).已知:氮化铝和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氨气.
①广口瓶中的试剂X最好选用______(填写序号).
a.汽油b.酒精c.植物油d.CCl4
②广口瓶中的液体没有装满(上方留有空间),则实验测得NH3的体积将______(填“偏大”、“偏小”、“不变”).
③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g,测得氨气的体积为3.36L(标准状况),则样品中AlN的质量分数为______.
jolhk9 1年前 已收到1个回答 举报

雪月画屏 幼苗

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解题思路:(1)饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水;
(2)根据实验的需要结合大气压强原理来回答;
(3)只要先将装置密封再利用热胀冷缩原理进行气密性验证;
(4)实验必须对有毒气体进行尾气处理,防止空气污染;
(5)①根据广口瓶中的试剂X的作用考虑;
②根据反应前后广口瓶的上方留有的少量空间填充气体变化考虑;
③根据氨气的体积计算出物质的量,得出其中氮原子的物质的量,根据氮原子守恒,来计算氮化铝的百分含量.

(1)饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水,故答案为:NaNO2+NH4Cl


.
NaCl+N2↑+2H2O;
(2)装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A具有平衡气压的作用,这样可以保证NaNO2饱和溶液容易滴下,故选c;
(3)关闭分液漏斗开关,使装置处于密闭体系,将导管一端浸入水中,用手紧握锥形瓶外壁,由于热胀冷缩,锥形瓶内气体受热膨胀,如果导管口有气泡冒出,说明气密性良好,否则装置漏气,故答案为:在干燥管D末端连接一导管,将导管插入烧杯中的液面下,用酒精灯微热蒸馏烧瓶,导管口有气泡冒出,撤掉酒精灯一段时间,导管内上升一段水柱,证明气密性良好;
(4)实验必须对有毒气体进行尾气处理,防止空气污染,故答案为:在干燥管D末端连接一个尾气处理装置;
(5)①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,故选c;
②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,把最后空间中冲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:不变;
(5)氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,氧化铝易溶于NaOH溶液,而实验结束后,若观察到锥形瓶中还有固体,说明固体不溶于氢氧化钠溶液,所以杂质是碳;
(6)氨气的体积为3.36L(标准状况),物质的量是0.15mol,所以氮化铝的物质的量是0.15mol,质量是0.15mol×41g/mol=6.15g,所以氮化铝的质量分数为
[6.15/10]×100%=61.5%,故答案为:61.5%.

点评:
本题考点: 制备实验方案的设计;镁、铝的重要化合物.

考点点评: 解答本题要知道制取气体的一般步骤,知道用排水法测定气体体积的方法,由于氨气极易溶于水,要用植物油将氨气与水分开,综合性强,难度大.

1年前

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