【題目】某研究小組利用氮?dú)狻⒀趸X和活性炭制取氮化鋁,設(shè)計(jì)如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置。
請(qǐng)回答:
(1)圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序是(可重復(fù)使用,用小寫字母a→g填寫):___________;導(dǎo)管A的作用是_________________________。
(2)圖1中用飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮?dú),該離子方程式為________。
(3)硬質(zhì)試管中生成AlN的反應(yīng)方程式是_________________________。
(4)按要求連接的實(shí)驗(yàn)裝置,存在嚴(yán)重問題,請(qǐng)說明改進(jìn)的辦法,存在的缺陷是______,改進(jìn)的辦法是_____________________________________________。
(5)反應(yīng)結(jié)束后,某同學(xué)用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)來測(cè)定氮化鋁樣品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)管體積忽略不計(jì))。
①氮化鋁與過量的NaOH溶液反應(yīng)生成氨氣化學(xué)反應(yīng)方程式為___________________;
②集氣瓶中的苯的作用是______________________;集氣瓶中的液體沒有裝滿,實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的體積將__________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。
③若實(shí)驗(yàn)中稱取氮化鋁樣品的質(zhì)量為8.0 g,測(cè)得氨氣的體積2.8 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________(保留3位有效數(shù)字)。
【答案】 NO2—+ NH4+ 2H2O + N2↑ a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f 平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng),使NaNO2 飽和溶液順利滴下 N2 + Al2O3 + 3C 2AlN + 3CO 沒有尾氣處理裝置,會(huì)污染大氣 在干燥管末端連一尾氣處理裝置 AlN+NaOH+H2O===NaAlO2+NH3↑ 防止氨氣溶于水 不變 64.1%
【解析】試題分析:本題以利用氮?dú)狻⒀趸X和活性炭制取氮化鋁為載體,考查N2的制備,實(shí)驗(yàn)裝置的連接,物質(zhì)的含量測(cè)定,實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。根據(jù)原子守恒,由飽和NaNO2溶液與NH4Cl溶液加熱制取氮?dú)獾耐瑫r(shí)還有NaCl和H2O生成,,制備N2的反應(yīng)原理為NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O;由于NH4Cl受熱會(huì)分解成NH3和HCl,使得所得N2中混有H2O(g)、NH3、HCl,所以N2與氧化鋁和活性炭反應(yīng)之前必須除去這些雜質(zhì)氣體,除雜時(shí)先通過濃硫酸吸收NH3和H2O(g),再通過堿石灰吸收HCl;接著干燥純凈的N2與氧化鋁和活性炭反應(yīng)制得AlN;但由于AlN易水解,所以最后還要用盛放堿石灰的干燥管吸收空氣中的水蒸氣,防止水蒸氣進(jìn)入硬質(zhì)試管中使AlN發(fā)生水解,則圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序?yàn)?/span>a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f。
(1)圖1裝置中各儀器導(dǎo)管口連接的順序?yàn)?/span>a-e-d-g-f-c-b(或b-c) -g-f。由于蒸餾燒瓶中有氣體產(chǎn)生,壓強(qiáng)增大,分液漏斗中的液體不易滴下;使用導(dǎo)管A將蒸餾燒瓶和分液漏斗相連,壓強(qiáng)相同,便于液體順利滴下。導(dǎo)管A的作用是:平衡分液漏斗與燒瓶之間的壓強(qiáng),使NaNO2 飽和溶液順利滴下。
(2)制備N2的離子方程式為NO2-+NH4+N2↑+2H2O。
(3)由于活性炭是過量的,結(jié)合原子守恒,N2與氧化鋁和活性炭反應(yīng)時(shí)除生成AlN外還生成CO,反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2+Al2O3+3C2AlN+3CO。
(4)由反應(yīng)原理知,制得AlN的同時(shí)生成了CO;若按要求連接的實(shí)驗(yàn)裝置,存在的嚴(yán)重問題是沒有尾氣處理裝置,CO污染大氣。改進(jìn)的方法是在干燥管末端連一尾氣處理裝置。
(5)①根據(jù)原子守恒以及NaOH過量,AlN與過量NaOH溶液反應(yīng)生成NH3和NaAlO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑。
②用排水法測(cè)量生成NH3的體積,由于NH3極易溶于水,能被水吸收,無法測(cè)量NH3的體積,用苯將NH3和水隔開防止氨氣溶于水,所以苯的作用是防止氨氣溶于水。由于排出水的體積等于收集到氨氣的體積是按壓強(qiáng)原理完成的,所以若集氣瓶中的液體沒有裝滿,實(shí)驗(yàn)測(cè)得NH3的體積不變。
③根據(jù)N守恒,n(AlN)=n(NH3)==0.125mol,m(AlN)=0.125mol41g/mol=5.125g,樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%=64.1%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25℃時(shí),向50mL 0.018mol/L溶液中加入50mL 0.02mol/L鹽酸生成沉淀。已知: ,則生成沉淀后的體系中為(忽略溶液體積變化)
A. mol/L B. mol/L
C. mol/L D. mol/L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】[化學(xué)—選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]目前半導(dǎo)體生產(chǎn)正在進(jìn)行一場(chǎng)“銅芯片”革命:在硅芯片上用銅代替鋁布線。古老的金屬銅在現(xiàn)代科技應(yīng)用上取得了突破。用黃銅礦(主要成分為CuFeS2)生產(chǎn)粗銅,其反應(yīng)原理如下:
(1)基態(tài)銅原子的價(jià)電子排布式為____________,硫、氧元素相比,第一電離能較大的元素是________(填元素符號(hào))。
(2)反應(yīng)①、②中均生成有相同的氣體分子,該分子的中心原子雜化類型是_________,其立體結(jié)構(gòu)是________,與該分子互為等電子體的單質(zhì)氣體的化學(xué)式是 。
(3)某學(xué)生用硫酸銅溶液與氨水做了一組實(shí)驗(yàn):CuSO4溶液藍(lán)色沉淀沉淀溶解,得到深藍(lán)色透明溶液。生成藍(lán)色沉淀溶于氨水的離子方程式為 ;
(4)銅是第四周期最重要的過渡元素之一,其單質(zhì)及化合物具有廣泛用途。銅晶體中銅原子堆積模型為________;銅的某種氧化物晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,若該晶體的密度為d g/cm3,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則該晶胞中銅原子與氧原子之間的距離為________pm。(用含d和NA的式子表示)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,在4個(gè)容積均為1 L的恒容容器中分別進(jìn)行反應(yīng)(各容器中A都足量)A(s)+B(g) C(g)+D(g) ΔH =+100 kJ·mol-1,某時(shí)刻測(cè)得部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表:
容器編號(hào) | n(B)/mol | n(C)/mol | n(D)/mol | 反應(yīng)時(shí)間/min | 反應(yīng)速率 |
Ⅰ | 0.06 | 0.60 | 0.10 | t1 | v(正)=v(逆) |
Ⅱ | 0.12 | 1.20 | 0.20 | t2 | |
Ⅲ | 0.32 | 1.0 | 0 | 0 | |
Ⅳ | 0.12 | 0.30 | v(正)=v(逆) |
下列說法正確的是
A.容器Ⅰ中平均反應(yīng)速率v(B)=0.04/t1 mol·L-1·min-1
B.t2時(shí)容器Ⅱ中v(正)>v(逆)
C.容器Ⅲ kJ
D.容器Ⅳ中c(D)= 0.4 mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在2 A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反應(yīng)中,表示該反應(yīng)速率最快的是( )
A. υ(A)=0.5mol/(L·s) B. υ(B)=0.3mol/(L· s) C. υ(C)=0.8mol/(L·s) D. υ(D)=1mol/(L·s)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】根據(jù)熱化學(xué)方程式(在101kPa時(shí)):S(s)+02(g)==SO2(g);△H=-297.23kJ/mol,分析下列說法中不正確的是
A.1mol S完全燃燒時(shí)放出的熱量為297.23kJ
B.S(g)+O2(g)=SO2(g)放出的熱量大于297.23kJ
C.S(g)+O2(g)=SO2(g)放出的熱量小于297.23KJ
D.形成1mol SO2的化學(xué)鍵所釋放的總能量大于斷裂lmol S(s)和1mol O2(g)的化學(xué)鍵所吸收的總能量
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【題目】將氯化鈉、氯化鋁、氯化鐵、氯化鎂五種溶液,通過一步實(shí)驗(yàn)就能加以區(qū)別,并只用一種試劑,這種試劑是(
A. KSCNB. NaOHC. HClD. BaCl2
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【題目】下列各組物質(zhì)中,不論兩種物質(zhì)以何種比例混合,只要總質(zhì)量一定,經(jīng)完全燃燒后,產(chǎn)生的CO2質(zhì)量不變的是( )
A. 乙烯和苯 B. 乙醇和乙酸 C. 甲醛(HCHO)和葡萄糖 D. 丙烯和丙烷
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