(背景材料)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料,最高可稳定到2200℃.导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料.抗熔融金属侵蚀的

(背景材料)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料,最高可稳定到2200℃.导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料.抗熔融金属侵蚀的

题型:江山市模拟难度:来源:
(背景材料)氮化铝(AlN)陶瓷是一种类金刚石氮化物的新型无机非金属材料,最高可稳定到2200℃.导热性好,热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料.抗熔融金属侵蚀的能力强,是熔铸纯铁、铝或铝合金理想的坩埚材料.氮化铝还是电绝缘体,介电性能良好,用作电器元件也很有希望.超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产领域.其制取原理为:
Al2O3+3C+N2 
高温


2AlN+3CO
(问题探究)某化学研究性学习小组成员根据氮化铝的制取原理,进行了如下探究.
问题1、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碳以外还可能存在______.
问题2、为测定该产品中有关成分的含量,甲、乙两同学设计了以下两个实验:
(1)甲同学:称取10.00g样品,将其加入过量的氢氧化钠溶液中共热并蒸干,AlN跟氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2,并放出氨气3.36L(标准状况).
①上述反应的化学方程式为______.
②该样品中的AlN的质量分数为______.
(2)乙同学:称取10.00g样品置于反应器中,通入2.016L(标准状况)O2,在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34g•L-1(已折成标准状况,AlN不跟O2反应).该样品中含杂质碳______g.
问题3、丙同学受到甲、乙同学实验的启发,认为测定某氮化铝中含有碳或氧化铝杂质,可用图中I的一些装置来进行检验,根据AlN与NaOH溶液反应所生成氨气的体积来测定样品中氮化铝的质量分数,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)

魔方格

(1)实验有关操作为:①往锥形瓶中放入适量的AlN样品:②从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的浓NaOH;③检验装置的气密性;④测定收集到水的体积.
正确的操作顺序为______.
(2)本试验中检查装置气密性的方法是______.
(3)广口瓶中的试剂X可最好选用______(填选项的标号).
A、苯    B、酒精    C、植物油    D、CCl4
(4)广口瓶的液体没有装满(上方留有少量空间),实验测得NH3的体积将______(填偏大、偏小或不变).
(5)若实验中测得样品的质量为wg,氨气的体积为aL(标况下),则样品中AlN的质量分数为______(AlN的式量为41).
(6)实验结束后,若观察到锥形瓶中还有固体,则样品中含有的杂质是______,为了测定是否含有其它杂质,则还需要哪些简单数据______.
问题4、丁同学认为,丙同学的实验方法,可能因气体体积测量不准,导致误差较大.建议改用图9中的Ⅱ装置进行同样实验,通过测定烧杯中硫酸的增重来确定样品中AlN的质量分数.你认为是否可行?______(填入“可行”、“不可行”),原因是______.最简单的改进方法为______.
问题5、戊同学仔细思考了丁同学的装置后,认为此装置所测测得的样品中AlN含量偏小.其原因是______.若忽略此原因的话,只要用图9中的III或IV两个装置中的一种,只需进行简单而又必要的数据测定,可比较准确地确定样品中AlN的质量分数.较合理的装置为______(填代号).你认为戊同学的装置是否还有缺陷?______.若有,所测结果将偏高或偏低______,应作如何改进?______.(若无缺陷后两此格可不填).
答案
问题1、问题1:反应物中有氧化铝固体可能未反应完而留在AlN中.
故答案为:氧化铝.
问题2:(1)①由于AlN跟氢氧化钠溶液反应生成NaAlO2、并放出NH3,其反应方程式为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑.
故答案为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑.
②生成NH3的物质的量为
3.36L
22.4L/mol
=0.15mo,根据氮元素守恒可知10.00g样品中含有AlN的物质的量为0.15mol,质量为0.15mol×41g/mol=6.15g,该样品中的AlN的质量分数为
6.15g
10g
×100%=61.5%.
故答案为:61.5%.
(2)反应产物可能CO2、CO或CO2和CO、CO2和O2的混合气体,根据气体产物的密度可计算出气体产物的平均相对分子质量为30,所以生成气体必定是CO2和CO混合气体.设混合气体中含有CO2xmol,CO ymol,根据氧原子守恒有2x+y=0.18…①,根据平均相对分子质量有44x+28y=30(x+y)…②,联立方程解得:x=0.02,y=0.14.所以,样品中C的质量为:(0.02+0.14)×12=1.92g.
故答案为:1.92.
问题3、(1)检查装置的气密性往往是在加药品前进行,否则将可能造成药品的浪费,故先检验气密性,然后在锥形瓶中放入适量的AlN样品,再从分液漏斗往锥形瓶中加入过量的浓NaOH,测定收集到水的体积.
故答案为:③①②④.
(2)检查气密性的关键是整个体系要处于密闭状态,常用的方法有:密封气体利用气体的热胀冷缩或液封气体形成液面高度差.由装置可知,适合利用气体热胀冷缩.具体操作为:关闭分液漏斗活塞,微热锥形瓶,广口瓶中右侧导管水柱上升,恒温时水柱并不回落.
故答案为:关闭分液漏斗活塞,微热锥形瓶,广口瓶中右侧导管水柱上升,恒温时水柱并不回落.
(3)A、苯易挥发,会浪费试剂、影响氨气体积测定,故A不适用;
B、酒精易挥发,挥发出来的气体对实验有影响,同时由于酒精易溶于水,也不能达到隔离的目的,故B错误;
C、植物油既不溶于水,密度小于水也不易挥发,可以把氨气与水进行隔离,故C最好;
D、CCl4密度大于水,不能起到隔离作用,故D错误.
故答案为:C;
(4)本次实验的目的在于测定产生气体的体积而不是收集纯净的气体,氨气排出装置的气体,按占据原来气体空间,广口瓶内的液体是否充满不影响所收集到的NH3体积大小.
故答案为:不变.
(5)氨气的体积为aL(标况下)的物质的量为
aL
22.4L/mol
=
a
22.4
mol,由方程式AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑可知,样品中AlN的物质的量为=
a
22.4
mol,所以AlN的质量为
a
22.4
mol×41g/mol=
41a
22.4
g,样品中AIN的质量分数为
41a
22.4
g
wg
×100%=
4100a
22.4w
%.
故答案为:
4100a
22.4w
%.
(6)由于AlN中的杂质可能是碳和Al2O3,而只碳不能与NaOH溶液反应,此时不溶固体为碳,样品中含有的杂质是C.
只要知道碳的质量与氨气的体积,根据氨气体积计算AlN质量,利用碳与AlN的质量之和与样品质量关系,可以确定是否含有其它杂质.
故答案为:碳;碳的质量.
问题4:II中NH3极易被吸收,发生倒吸现象,同时氨气中含有水蒸气,影响氨气质量的测定,所以不可行.所作的改正为:在装置之间添加盛有碱石灰的干燥管,烧杯导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气.
故答案为:不可行;II中NH3极易被吸收,发生倒吸现象,同时氨气中含有水蒸气,影响氨气质量的测定;在装置之间添加盛有碱石灰的干燥管,烧杯导管的末端接一倒扣的漏斗来吸收氨气.
问题5:通过测定氨气的质量(即实验中硫酸增重量)来推算氮化铝的质量.因为有一部分氨气留在锥形瓶中,反应产生的氨气无法全部被稀硫酸吸收,因此实验测得AlN的质量分数将偏小.
戊同学设计的装置Ⅲ较合理,这是通过反应前后总质量减少来测定AlN的质量分数.这里的干燥管作用是吸收被NH3带出来的水蒸气(反应放热,更容易使产生的水蒸气被NH3带走),若用IV,则NH3被吸收,反应前后几无质量差.
但戊同学仍未考虑到空气中的水蒸气或CO2的进入,否则,将造成反应后的总质量增大,相当于NH3的减少,导致结果偏低,故而应再加一个同样的干燥管.
故答案为:反应产生的氨气不可能被完全吸收;III;有; 偏低; 应再接一个与IV装置中完全相同的干燥管(或再接一个装有碱石灰的干燥管也行).
举一反三
TMB是一种应用指纹检测新型安全的色原试剂.已知TMB中含有碳、氢、氮三种元素,其相对分子质量为240.为测定TMB的组成,用下列各仪器装置,在过量的氧气流中4.80gTMB样品氧化成CO2、H2O和N2,再利用吸收剂分别吸收水和二氧化碳,以确定其中所含碳、氢、氮原子的比例关系.请从下图中选择适当的装置(装置符合气密要求,加热装置等已略去;其他用品可自选).

魔方格

(1)将所选用的仪器(可重复选用)连接顺序由上到下依次填入下表,并写出该仪器中应加的试剂的名称及作用.
题型:临沂模拟难度:| 查看答案
题型:不详难度:| 查看答案
选用的仪器加入试剂加入试剂的作用
CH2O2溶液与MnO2产生氧气
DCuO保证C全部转化为CO2
长期存放的亚硫酸钠可能会被空气中的氧气氧化.某化学兴趣小组通过实验来测定亚硫酸钠试剂的被氧化的程度,设计了如图实验:请回答下面的问题:
(1)若将虚线框内的分液漏斗换成长颈漏斗,则应该怎样检查虚线框内装置的气密性?______.
(2)D装置中反应的化学方程式为______B装置中反应的离子方程为______.
(3)称量ag Na2SO3样品放入锥形瓶中,向B装置反应后的溶液中加入足量的BaCl2溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,得白色沉淀bg,原样品中Na2SO3的质量分数为______.
(4)为保证实验测定的准确性,则C装置中反应的离子方程式为:______.
(5)现有以下试剂:①蒸馏水、②稀盐酸、③稀硝酸、④BaCl2溶液、⑤Ba(NO32溶液,请从中选择合适试剂,______设计一种不同的实验方法测定试样中无水亚硫酸钠被氧化的程度______.魔方格
在硫酸铜晶体(CuSO4•n H2O)结晶水含量测定的操作中,导致n值偏小的是(   )
题型:不详难度:| 查看答案
A.晶体未研成粉末
B.坩埚未干燥
C.加热过程中晶体爆溅
D.加热时间过长,部分变黑
某小组的同学对放置已久的过氧化钠的成份进行探究,请回答下列问题:
(1)反应 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑的还原剂是______(写化学式);反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑中,每生成1molO2则转移了______mol电子.
(2)进行探究:
①提出假设. 假设1:全部是Na2O2         假设2:全部是Na2CO3 假设3:______
②设计方案,进行实验.请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满).限选实验试剂和仪器:蒸馏水、1moL•L-1H2SO4、澄清石灰水、淀粉-KI溶液、酚酞溶液、火柴、试管、小烧杯.
题型:广东模拟难度:| 查看答案
实验步骤预期现象和结论
步骤1:取少量固体样品于试管中,滴加足量1moL•L-1 H2SO4至固体溶解,然后将内壁附有澄清石灰水的烧杯罩于试管口.若澄清石灰水未见浑浊,则假设1成立;
若澄清石灰水变浑浊,则______
______
步骤2:
步骤3:
阿司匹林被誉为“百年新药”,阿司匹林药片的有效成分是乙酰立杨酸,它是一种白色晶体,微溶于水.其结构简式为:
魔方格
(相对分子质量为180).
已知:阿司匹林药片中一般添加少量的辅料(都不溶于水,也不与NaOH反应);某课外学习小组为检验阿司匹林有效成分中的官能团并测定乙酰水杨酸在药片中的含量,进行了如下实验:
(1)用氢氧化钠固体配制250mL 0.10mol/L氢氧化钠溶液,完成有关填空.
a.计算所需氢氧化钠的质量;
b.向烧杯中加入适量水,搅拌、使其溶解;
c.用水洗涤烧杯、玻璃棒,洗液注入容量瓶;
d.在托盘天平上通过烧杯称量______g氢氧化钠固体;
e.盖好瓶塞,上下颠倒、摇匀;
f.冷却,将溶液移入250mL容量瓶中;
g.加水至距刻度线1-2cm处改用胶头滴管定容;
h.装瓶、贴上标签、备用
用字母表示正确的配制步骤(只填字母):______;
(2)配制250mL 0.10mol/L盐酸溶液;
(3)取阿司匹林药片于______中研碎,再称量0.3克放入锥形瓶中;滴定次数0.1mol/L盐酸读数/mL滴定前滴定后10.0017.9821.5616.5830.2215.20
(4)用碱式滴定管取25.00mL 0.10mol/L氢氧化钠溶液(过量)注入上述锥形瓶中并加热、搅拌充分反应.写出反应化学方程式:______;
(5)冷却后,在锥形瓶中加入2-3滴酚酞,用0.10mol/L盐酸滴定未反应的氢氧化钠,左手控制活塞,右手轻摇锥形瓶,眼睛______,直到溶液变为无色,在半分钟内不复原为止,记录读数.某学生取等质量阿司匹林完成实验,滴定前后的有关读数记录如图表:用有关数据计算该药片中乙酰水杨酸的质量分数为______;
题型:不详难度:| 查看答案
最新试题
热门考点

超级试练试题库

© 2017-2019 超级试练试题库,All Rights Reserved.

滴定次数0.1mol/L盐酸读数/mL
滴定前滴定后
10.0017.98
21.5616.58
30.2215.20