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    14．氮化铝（AIN）是一种新型无机材料，广泛应用于集成电路生产领域．某化学研究小组设计如图实验装置欲制取氮化铝，应用的化学反应为：Al2O3+2C+N2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO

    试回答：
    （1）实验中用饱和NaNO2与 NH4Cl溶液制取氮气的化学方程式为NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O．
    （2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是c（填写序号）．
    a．防止NaNO2 饱和溶液蒸发        b．保证实验装置不漏气   c．使NaNO2 饱和溶液容易滴下
    （3）按图1连接好实验装置后的下一步操作是检查装置的气密性．
    （4）有同学认为上述实验装置存在一些不足，请指出其中一个没有尾气处理装置．
    （5）反应结束后，某同学用图2装置进行实验来测定氮化铝样品的质量分数（实验中导管体积忽略不计）．已知：氮化铝和NaOH溶液反应生成NaAlO2和氨气．
    ①广口瓶中的试剂X最好选用C（填写序号）．
    a．汽油        b．酒精       c．植物油     d．CCl4
    ②广口瓶中的液体没有装满（上方留有空间），则实验测得NH3的体积将不变（填“偏大”、“偏小”、“不变”）．
    ③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g，测得氨气的体积3.36L（标准状况），则样品中AlN的质量分数为61.5%（保留3位有效数字）．

    分析 制取氮化铝：用饱和NaNO2与NH4Cl溶液制取氮气NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O，装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A，平衡内外压强，使NaNO2 饱和溶液容易滴下，制得的氮气排尽装置中的空气，碱石灰干燥氮气，氧化铝、碳和氮气在高温的条件下生成氮化铝和一氧化碳，方程式为：Al2O3+3C+N2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlN+3CO，D防止空气进入反应装置干扰实验．
    （1）饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水；
    （2）根据实验的需要结合大气压强原理来回答；
    （3）制备氮化铝需制备氮气，所以首先要检验装置的气密性；
    （4）实验必须对有毒气体进行尾气处理，防止空气污染，CO有毒；
    （5）氮化铝和氢氧化钠反应会生成氨气，氨气进入广口瓶后，如果装置密闭，广口瓶中压强会增大，那么就会有水通过广口瓶的长管进入量筒中，根据等量法可知，进入到广口瓶中水的体积就等于生成的氨气的体积．所以通过量筒中排出的水的体积就可以知道氨气的体积，然后有氨气的密度求出氨气的质量，进而根据方程式求出氮化铝的质量．
    ①产生的氨气极易溶于水，为防止氨气溶于水需要把气体与水隔离，因此应选择不能与氨气产生作用的液体作为隔离液；选用的试剂应是和水不互溶，且密度大于水的；
    ②反应前广口瓶的上方留有的少量空间填充的是空气，反应后广口瓶的上方留有的少量空间填充的是氨气，氨气代替了开始的空气，把最后空间中充入的氨气当成开始时的空气即可；
    ③根据氨气的体积计算出物质的量，得出其中氮原子的物质的量，根据氮原子守恒，来计算氮化铝的百分含量．

    解答 解：（1）饱和NaNO2与 NH4Cl溶液反应生成氯化钠、氮气和水，反应为NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O，
    故答案为：NaNO2+NH4Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NaCl+N2↑+2H2O；
    （2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A具有平衡气压的作用，这样可以保证NaNO2饱和溶液容易滴下，
    故选c；
    （3）制备氮化铝通过Al2O3+3C+N2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlN+3CO实现，先需用饱和NaNO2与NH4Cl溶液制取氮气Al2O3+3C+N2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2AlN+3CO，制备装置不能漏气，所以按图连接好实验装置后的下一步操作是检查装置的气密性，方法为：关闭分液漏斗开关，使装置处于密闭体系，将导管一端浸入水中，用手紧握锥形瓶外壁，由于热胀冷缩，锥形瓶内气体受热膨胀，如果导管口有气泡冒出，说明气密性良好，否则装置漏气，
    故答案为：检查装置的气密性；
    （4）CO有毒，实验必须对有毒气体进行尾气处理，应在干燥管D末端连接一个尾气处理装置，防止空气污染，所以实验装置存在不足为没有尾气处理装置，
    故答案为：没有尾气处理装置；
    （5）①酒精、汽油虽然都不能与氨气发生反应，但它们却都极易挥发，挥发出来的气体对实验有影响而且挥发完后不能再起到隔离氨气与水接触的作用；同时由于酒精易溶于水，也不能达到隔离的目的；CCl4密度大于水，不能起到隔离作用，而植物油既不溶于水，密度小于水也不易挥发，可以把氨气与水进行隔离，
    故答案为：C；
    ②本次实验的目的在于测定产生气体的体积而不是收集纯净的气体，因此，把最后空间中充入的氨气当成开始时的空气即可，不会对测量结果产生影响，
    故答案为：不变；
    ③氨气的体积为3.36L（标准状况），物质的量是0.15mol，所以氮化铝的物质的量是0.15mol，质量是0.15mol×41g/mol=6.15g，所以氮化铝的质量分数为$\frac{6.15}{10}$
    ×100%=61.5%，
    故答案为：61.5%．

    点评 本题考查对实验原理的理解与实验操作评价、物质含量测定、化学计算等，题目难度中等，理解实验原理是关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力，学习中全面把握基础知识．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    9．下列实验过程中，始终无明显现象的是（　　）
    A．CO2通入饱和Na2CO3溶液中B．SO2通入Ca（ClO）2溶液中
    C．NH3通入HNO3和AgNO3的混和溶液中D．CO2通入BaCl2溶液中

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯，有关物质的物理性质如表，请回答有关问题
     化合物 密度/g•cm-3沸点/℃ 溶解性
     正丁醇 0.810 118.0 可溶
     冰醋酸 1.049 118.1 互溶
     乙酸正丁酯 0.882 126.1 微溶
     乙醇 0.79 78.5 互溶
     乙酸乙酯0.88  77.06可溶 
    Ⅰ．乙酸正丁酯粗产品的制备
    在干燥的50mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸，再加3～4滴浓硫酸．然后安装分水器（作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水）、温度计及回流冷凝管，加热冷凝回流反应．
    （1）写出乙酸正丁酯制备的化学方程式：CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH $?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O．本实验过程中可能产生多种有机副产物，写出其中一种的结构简式：CH2═CHCH2CH3或CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3．
    （2）在乙酸乙酯的制备过程中采用了“边反应边蒸馏”的方式收集乙酸乙酯，乙酸正丁酯的制备过程中能否采用“边反应边蒸馏”的方式？为什么？不可以．因为乙酸正丁酯的沸点比乙酸和正丁醇都高
    Ⅱ．乙酸正丁酯精产品的制备
    （1）将乙酸正丁酯粗产品用如下操作进行精制：①水洗　②蒸馏　③用无水MgSO4干燥　④用15%碳酸钠溶液洗涤，正确的操作步骤是C（填字母）．
    AA．①②③④B．③①④②
    C．①④①③②D．④①③②③
    （2）将酯层采用如图1所示装置蒸馏．
    ①写出图1中仪器A的名称冷凝管，冷却水从g口进入（填字母）．
    ②蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在126.1℃左右．
    Ⅲ．计算产率
    （1）测量分水器内由乙酸与正丁醇反应生成水的体积为1.8mL，假设在制取乙酸正丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸正丁酯的产率为79.4%．实验中为了提高乙酸正丁酯的产率，采取的措施是BC
    A．使用催化剂   B．加过量乙酸   C．不断移去产物    D．缩短反应时间
    （2）正丁醇若含有乙醇，有同学认为制得的乙酸丁酯中含有乙酸乙酯．为了证实该观点，可尝试选用下列C（填序号）装置来做实验，请简述与实验结论有关的实验过程和现象将制得的乙酸丁酯进行蒸馏，看能否得到78℃左右的馏分，且该馏分不溶于饱和碳酸钠溶液．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    2．A、B、C是三种常见短周期元素的单质．常温下D为无色液体，E是一种常见的温室气体．其转化关系如图（反应条件和部分产物略去）．试回答：
    （1）E的化学式是CO2．
    （2）单质X和B或D均能反应生成黑色固体Y，Y的化学式是Fe3O4．
    （3）物质Z常用于对空气进行杀菌、净化和水果保鲜等．Z和B的组成元素相同，Z分子中各原子最外层电子数之和为18．Z和酸性碘化钾溶液反应生成B和碘单质，反应的离子方程式是O3+2H++2I-=O2+I2+H2O．

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    9．乙酰苯胺是磺胺类药物的原料，可用作止痛剂、退热剂和防腐剂．实验制取原理为C6H5-NH2+CH3COOH→C6H5-NH-CO-CH3+H2O，实验方法：
    1．投料：在25mL圆底烧瓶中，加入10mL苯胺、1.5mL冰醋酸及少许锌粉（约0.01g）然后装上一短的刺形分馏柱，其上端装一温度计，支管通过支管接引管与接受瓶相连，接受瓶外部用冷水浴冷却．
    2．反应：将圆底烧瓶在石棉网上用小火加热，使反应物保持微沸约15min．然后逐渐升高温度，当温度计读数达到100℃左右时，支管即有液体流出．维持温度在100～110℃之间反应约1.5h，生成的水及大部分醋酸已被蒸出．
    3．分离提纯，此时温度计读数下降，表示反应已经完成．在搅拌下趁热将反应物倒入10mL水中，冷却后抽滤析出的固体，用冷水洗涤．粗产物用水重结晶，产量0.6～0.9g，熔点113～114℃．
    已知：乙酸的沸点为117℃
    回答下列问题：
    （1）抽滤所需用到的主要仪器有抽气泵、滤纸、胶管、安全瓶、布氏漏斗和吸滤瓶
    （2）第一步操作用加入锌粉的作用是防止苯胺被氧化加入沸石的作用是防止瀑沸
    （3）反应为什么要控制蒸馏头支管口温度在100-110摄氏度？过高或过低有什么不妥？水的沸点为100℃，乙酸的沸点为117℃，温度保持在105℃，能使水被蒸馏出去而乙酸不会，进而既除了水，又减少反应物醋酸的损失，能有效地使平衡正向进行
    （4）反应一开始为什么要小火加热15min本实验的酰化反应是先成盐后脱水，先小火加热15min是为了使苯胺和乙酸成盐
    （5）本实验提高产率的措施有哪些？移去生成物水，增加反应物醋酸，在100-117的范围内适当的提高温度．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    19．水可以造福人类，但水被污染后会给人类造成巨大的灾难．为防止水体污染，下列措施不合理的是（　　）
    A．工业废水经处理达标后再排放B．农业生产中农药、化肥正确使用
    C．禁止使用化肥、农药D．城市垃圾妥善处理

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    6．化学与生活息息相关，下列说法不正确的是（　　）
    A．乙烯可作为水果的催熟剂
    B．用食醋可除去热水壶内壁的水垢
    C．烹鱼时加适量醋和酒可以增加香味
    D．医用酒精消毒是利用其氧化性使蛋白质变性

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．下列有关试验的做法不正确的是（　　）
    A．用加热分解的方法区分碳酸钠和碳酸氢钠两种固体
    B．配置0.1000mol•L-1氢氧化钠溶液时，将液体转移到容量瓶中需用玻璃棒引流
    C．检验NH4+时，往试样中加入NaOH溶液，微热，用湿润的蓝色石蕊试纸检验逸出的气体
    D．分液时，分液漏斗的顶塞应打开或使塞上凹槽与壁上小孔对准

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    4．有机物 K 是一种抗惊厥药物，它们的合成路线如下（R 代表烃基）：

    已知：
    ①RCN$\stackrel{H_{2}O/OH-}{→}$RCOOH
    ②-COOH+H2N-→CONH-+H2O
    分析流程并回答下列问题：
    （1）D 与 E 的分子式均为 C10H9O2Cl，E 的结构简式为  ，则 D 的核磁共振氢谱有6种峰．F 中的无氧官能团为碳碳双键．
    （2）F→G 的试剂为氢氧化铜悬浊液．G→H 的反应类型为：加成反应．
    （3）已知 1mol J 最多与 2mol NaHCO3 反应；K 分子结构中含有一个五元环与一个六元环，写出一定条件下 J→K 的化学方程式：+CH3NH2$\stackrel{一定条件下}{→}$+2H2O．
    （4）F 的一种同分异构体，满足如下条件：
    ①分子中含苯环和碳碳三键；
    ②苯环上有两个处于对位的取代基；
    ③1mol 该物质最多可以消耗 2molNaOH；
    符合上述条件的 F 的同分异构体有4种，写出其中一种的结构简式．

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