Question

10．氮化鋁（AlN）是一種新型無機材料．某氮化鋁樣品中含有碳或氧化鋁雜質(zhì)．已知氮化鋁和NaOH溶液能反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：
①AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑
②氧化鋁也能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)而全部溶解，但不生成氣體．
現(xiàn)用如圖所示中的一些裝置來進行相關(guān)實驗，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(dǎo)管體積忽略不計）．
（1）實驗操作為：a、往錐形瓶中放入適量的AlN樣品；b、打開分液漏斗的活塞往錐形瓶中加入過量的濃NaOH；c、檢驗裝置氣密性；d、測定收集到水的體積．正確的操作順序為cabd（用a、b、c、d字母表示）．
（2）廣口瓶中的試劑x宜選用C（填寫序號）．
A．稀硫酸       B．酒精       C．植物油       D．水
（3）若廣口瓶內(nèi)的液體沒有裝滿（上方留有少量空間），則實驗測得NH₃體積將無影響（選填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
（4）若實驗中測得樣品的質(zhì)量為wg，氨氣的體積為aL（標況下），則樣品中AlN的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{4100a}{22.4w}$%（AlN的相對分子質(zhì)量為41，每22.4L氨氣質(zhì)量為17g）．

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）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；
（3）本次實驗的目的在于測定產(chǎn)生氣體的體積而不是收集純凈的氣體，因此，廣口瓶內(nèi)的原有氣體不在測量范圍內(nèi)；
（4）樣品中AlN的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{樣品中AlN的質(zhì)量}{樣品質(zhì)量wg}$×100%，因此，需要根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式，由產(chǎn)生氨氣的質(zhì)量計算參加反應(yīng)氮化鋁的質(zhì)量；

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：cabd；
（2）酒精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；稀硫酸與氨氣反應(yīng)，都不能達到隔離的目的；而植物油既不溶于水也不揮發(fā)，可以把氨氣與水進行隔離；
故答案為：C；
（3）本次實驗的目的在于測定產(chǎn)生氣體的體積而不是收集純凈的氣體，因此，廣口瓶內(nèi)的原有氣體不在測量內(nèi)，不會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響；
故答案為：無影響；
（4）設(shè)氮化鋁的質(zhì)量為x
AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑
41                  17
 y                 $\frac{aL}{22.4L}$×17g
$\frac{41}{y}$=$\frac{17}{\frac{aL}{22.4L}×17g}$
y=$\frac{41a}{22.4}$g
樣品中AlN的質(zhì)量分數(shù)=$\frac{\frac{41a}{22.4}}{w}$×100%=$\frac{4100a}{22.4w}$%
故答案為：$\frac{4100a}{22.4w}$%

點評 利用化學(xué)變化前后元素種類和質(zhì)量不變，可利用氨氣中N元素的質(zhì)量計算樣品中氮化鋁的質(zhì)量．