氮化铝(AlN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。

氮化铝(AlN)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。某氮化铝样品中可能含有碳或氧化铝中的一种杂质,现用图Ⅰ所示的装置来进行检验,使氮化铝样品和NaOH溶液反应AlN+NaOH+H2O══NaAlO2+NH3↑,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,并根据实验现象来确定杂质的成分(实验中导管体积忽略不计)。

图Ⅰ

(1)实验有关操作为:a.往圆底烧瓶中放入AlN样品w g,并向广口瓶中加入水和X液体;b.从分液漏斗往圆底烧瓶中加入一定体积的过量的浓NaOH溶液;c.检验装置的气密性;d.读取收集到水的体积。正确的操作顺序为_________________。

(2)本实验中检查装置气密性的方法是_________________________。

(3)广口瓶中的试剂X可选用___________(填选项的标号)。

A.丁烷      B.酒精  

C.植物油  D.CCl4

(4)实验结束后,若观察到烧瓶中还有固体,则样品中含有的杂质是________________。

(5)实验结束后,分液漏斗中的NaOH溶液已经全部加入烧瓶,量筒中收集到水的体积为a L,若当时的实验条件为标准状况,则样品中的AlN的质量分数为_______(AlN的式量为41),这一测定结果比实际值偏高,你认为可能的原因是_________________________________。

图Ⅱ

(6)有人建议改用图Ⅱ装置进行同样实验,欲通过测定烧杯中硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数。你认为这样的改进是否可行?_____________(填“可行”“不可行”)。理由是________________。

答案

(1)c、a、b、d

(2)关闭分液漏斗活塞,在量筒中加适量水浸没导管口,微热圆底烧瓶,量筒中产生气泡,恢复到室温时导管中形成一段液柱

(3)C

(4)碳

(5)加入的过量的氢氧化钠溶液占有一定的体积,使排出的水的体积偏大(其他合理答案也可)

(6)不可行 氨气极易被吸收,发生倒吸现象(其他合理答案也可)

解析:(1)气体发生装置应先检验装置气密性,再进行发生实验,最后读取数据。

(2)检验整个装置气密性,包括广口瓶与量筒间的导管,故应在量筒口加水使水超过导管口,关闭活塞,再加热烧瓶。

(3)排液测气体的体积,气体不应溶于液体,故选C项。A为气体,B与水混溶,D密度比水大。

(4)碳不与烧碱反应。

(5)n(NH3)=,所以m(AlN)=×41,w(AlN)=

从题目叙述“分液漏斗中的NaOH溶液已经全部加入烧瓶”可获取信息NaOH溶液占有一定体积,使排出的气体的体积偏大,排出的水体积偏大,故质量分数偏高。

(6)由于氨极易溶于水、溶于酸,易发生倒吸现象。

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