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    精英家教网新型陶瓷氮化铝可用Al2O3高温还原法制备：Al2O3+3C+N
     高温 
    .
     
     2AlN+3CO，用该法制得的产品中常含有少量杂质．某同学拟通过如图所示实验装置测定产品中AlN的纯度．已知：AlN溶于强碱溶液时会生成NH3．
    （1）从原料角度分析，AlN中的杂质可能是
     
    ，装置A中产生气体的化学方程式为
     
    ．
    （2）装置B中的试剂是
     
    ；装置C中长颈漏斗的作用是
     
    ．
    （3）充分反应后，需打开K通入一段时间N2，其目的是
     
    ．
    （4）下列针对该实验的各项措施中，不能提高测定结果准确度的是
     
    （填字母）．
    a．在加入NaOH溶液之前，排净装置内的氧气
    b．滴加NaOH溶液不宜过快
    c．取消B装置
    d．在C之后增添盛有碱石灰的干燥管
    （5）实验中准确称取m g的样品三份，进行三次测定，测得实验前后装置C平均增重n g，则样品中AlN的纯度为
     
    ．
    （6）实验证明，用上图装置测定的AlN纯度偏高，原因是
     
    ．
    分析：（1）从原料用到的固体物质来分析；根据题目信息：AlN溶于强碱溶液时会生成NH3来书写方程式；
    （2）氨气的干燥用碱石灰，长颈漏斗可以防止倒吸；
    （3）氨气的生成量是实验数据准确的关键，氮气可以将氨气全部排出以被硫酸吸收；，
    （4）氨气的生成量的准确测定是实验数据准确的关键，根据实验目的来选择；
    （5）根据氮原子的守恒，氨气的物质的量等于AlN的物质的量，可求得AlN的质量分数；
    （6）测定的AlN纯度偏高，则氨气的量偏高，根据试验过程来分析即可．
    解答：解：（1）从原料用到的固体物质有氧化铝、碳单质以及氮化铝，所以氮化铝中的杂质只能是氧化铝和碳，根据题目信息：AlN溶于强碱溶液时会生成NH3，化学方程式为：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，故答案为：氧化铝和碳；AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；
    （2）氨气的干燥用碱石灰，在装置中，长颈漏斗可以防止倒吸，故答案为：碱石灰；防止倒吸；
    （3）氨气的生成量是实验数据准确的关键，为保证生成的氨气全部被排出并被硫酸吸收，故答案为：氮气可以将氨气全部排出以被硫酸吸收；
    （4）a．装置内的氧气不会对氨气的量产生影响，所以在加入NaOH溶液之前，排净装置内的氧气，和试验准确度无关，故a正确；
    b．滴加NaOH溶液不宜过快，可以保证氮化铝能和氢氧化钠充分反应放出氨气，氨气的量和实验的准确度有关，故b错误；
    c．取消B装置，被浓硫酸吸收的是氨气以及水蒸气，会使得结果偏高，影响结果准确度，故c正确；
    d．在C之后增添盛有碱石灰的干燥管，可以防止空气中的水蒸气干扰，提高准确度，故d错误；
    故选ac；
    （5）实验前后装置C平均增重ng，即生成氨气的质量是ng，氮原子的守恒，氨气的物质的量等于AlN的物质的量，AlN的质量分数为：
    n
    17
    mol×41g/mol
    m
    =
    41n
    17m
    ，故答案为：
    41n
    17m
    ；
    （6）测定的AlN纯度偏高，则氨气的量测得值偏高，可能是装置C中的浓硫酸吸收了空气中的水蒸气所致，故答案为：装置C中的浓硫酸吸收了空气中的水蒸气．
    点评：本题是一道关于物质的组成和含量测定知识的综合考查题，要求学生具有分析和解决问题的能力，难度大．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （2010?深圳二模）铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2等杂质．
    Ⅰ．从铝土矿中提取氧化铝的流程如图所示：
    （1）试剂A是
    盐酸（硫酸或硝酸）
    盐酸（硫酸或硝酸）
    ；溶液b与试剂B反应的离子方程式为
    Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
    Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+
    ．
    （2）向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是
    Al2O3中含有SiO2杂质
    Al2O3中含有SiO2杂质
    ．
    Ⅱ．电解熔融的氧化铝可制备金属铝
    （3）电解时，阳极的电极反应方程式为
    2O2--4e-=O2↑
    2O2--4e-=O2↑
    ；每生产0.324吨铝，理论上转移电子的物质的量为
    3.6×104
    3.6×104
    mol．
    Ⅲ．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备
    （4）①氧化铝高温还原法：
    1
    1
    Al2O3+
    3
    3
    C+
    1
    1
    N2
     高温 
    .
     
    2
    2
    AlN+
    3
    3
    CO（请配平）
    ②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl3+NH3
     高温 
    .
     
    AlN+3HCl
    （5）方法②比方法①在生产上更具优势．下列说法中，正确的是
    AB
    AB
    ．
    A．方法①中的 Al2O3、C、N2结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量
    B．方法①中的Al2O3和C容易残留在氮化铝中
    C．两种方法中氮化铝均为还原产物．

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    科目：高中化学 来源：2013届福建省罗源县第一中学高三第一次月考化学试卷（带解析） 题型：填空题

    （18分）铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2等杂质。
    Ⅰ．从铝土矿中提取氧化铝的流程如下图所示：

    （1）试剂A是　　　　　　　；溶液b与试剂B反应的离子方程式为　　　　　　　。
    （2）加入NaOH溶液进行的反应的离子方程式为　　　　　　　　　          ___、
    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是　　　　　　　　　　　。
    Ⅱ．电解熔融的氧化铝可制备金属铝
    （3）写出电解的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。每生产0.27吨铝，理论上转移电子的物质的量为　　　　　　　　mol。
    Ⅲ．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备
    （4）①氧化铝高温还原法：　Al2O3 +　C +　 N2　　AlN +　CO（配平）
    ②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl3+NH3 AlN+3HCl
    （5）方法②比方法①在生产上更具优势。下列说法中，正确的是　　　　　　。
    A．方法①中的 Al2O3、C、N2结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量
    B．方法①中的Al2O3和C容易残留在氮化铝中
    C．两种方法中氮化铝均为还原产物

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    科目：高中化学 来源：2012-2013学年福建省高三第一次月考化学试卷（解析版） 题型：填空题

    （18分）铝土矿的主要成分是Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2等杂质。

    Ⅰ．从铝土矿中提取氧化铝的流程如下图所示：

    （1）试剂A是　　　　　　　 ；溶液b与试剂B反应的离子方程式为　　　　　　　 。

    （2）加入NaOH溶液进行的反应的离子方程式为　　　　　　　　　          ___、

    　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是　　　　　　　　　　　 。

    Ⅱ．电解熔融的氧化铝可制备金属铝

    （3）写出电解的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　 。每生产0.27吨铝，理论上转移电子的物质的量为　　　　　　　　 mol。

    Ⅲ．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备

    （4）①氧化铝高温还原法：　Al2O3 +　C +　 N2 　　AlN +　CO（配平）

    ②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl3+NH3  AlN+3HCl

    （5）方法②比方法①在生产上更具优势。下列说法中，正确的是　　　　　　 。

    A．方法①中的 Al2O3、C、N2结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量

    B．方法①中的Al2O3和C容易残留在氮化铝中

    C．两种方法中氮化铝均为还原产物

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    铝土矿的主要成分是，还含有、等杂质。

    Ⅰ．从铝土矿中提取氧化铝的流程如下图所示：

    （1）试剂A是            ；溶液b与试剂B反应的离子方程式为            。

    （2）向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是            。

    Ⅱ．电解熔融的氧化铝可制备金属铝

    （3）电解时，阳极的电极反应方程式为            ；每生产0.324吨铝，理论上转移电子的物质的量为            mol。

    Ⅲ．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备

    （4）①氧化铝高温还原法：               CO（请配平）

    ②氯化铝与氨气高温合成法：

    （5）方法②比方法①在生产上更具优势。下列说法中，正确的是            。

    A．方法①中的 Al2O3、C、N2结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量

    B．方法①中的Al2O3和C容易残留在氮化铝中

    C．两种方法中氮化铝均为还原产物

     

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