题目

题型：不详难度：来源：

（14分）某实验小组利用如下仪器组装一套制备氮化硼晶体的装置。
反应原理是B₂O₃ + 2NH₃ 2BN + 3H₂O。（已知：BN高温下能被空气氧化，不溶于水；B₂O₃难溶于冷水但可溶于热水。）

（1）各仪器接口由左到右的连接顺序为                            。
（2）实验过程分为如下操作：①提纯BN ②滴加浓氨水③添加药品④连接装置
⑤加热管式电炉⑥检查装置气密性⑦取出反应混合物⑧停止加热，继续通一段时间的氨气。则正确的操作顺序为_______________________     （填序号）。
（3）装置D的作用是                                         。
（4）装置C能产生氨气的原因有                                      （答出其中一项即可）。
（5）管式电炉加热反应前必须进行的一步操作是                              ，反应结束时，继续通一段时间氨气的目的是                   。
（6）除去产物中未反应的B₂O₃并得到纯净的BN固体的实验操作是__________。

答案

（14分）（1）eabcdfgh    （2）④⑥③②⑤⑧⑦①   （3）防止倒吸
（4）氨水中存在可逆反应NH₃+H₂O  NH₃•H₂O  NH₄⁺ + OH^-，生石灰与水反应消耗水，促使氨气放出；或生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出大量OH^-，反应逆向进行有利于NH₃放出；或生石灰与水反应放出大量热，促进NH₃•H₂O分解，并使气体溶解度下降，有利于NH₃放出。
（5）除去装置中的氧气；冷却反应混合物防止BN被氧化。
（6）将粗产品加入适量的热水，充分搅拌后趁热过滤，用热水洗涤滤渣2～3次，烘干

解析

（1）C装置是制取氨气的，由于氨气中含有水蒸气，所以首先要干燥氨气，剩余的氨气还需要进行尾气处理。由于氨气极易溶于水，所以还需要装置D来防止倒吸，所以正确的顺序是eabcdfgh。
（2）装置连接好以后，首先要检验装置的气密性。由于BN高温下能被空气氧化，不溶于水，所以反应结束后，还需要继续通一段时间的氨气，所以正确的顺序是④⑥③②⑤⑧⑦①。
（3）由于氨气极易溶于水，所以还需要装置D来防止倒吸。
（4）由于氨水中存在可逆反应NH₃+H₂O  NH₃•H₂O  NH₄⁺ + OH^-，生石灰与水反应消耗水，促使氨气放出；或生石灰与水反应生成氢氧化钙电离出大量OH^-，反应逆向进行有利于NH₃放出；或生石灰与水反应放出大量热，促进NH₃•H₂O分解，并使气体溶解度下降，有利于NH₃放出。
（5）由于BN高温下能被空气氧化，所以管式电炉加热反应前必须进行的一步操作是除去装置中的氧气；同样分析可知，反应结束时，继续通一段时间氨气的目的是冷却反应混合物防止BN被氧化。
（6）由于B₂O₃难溶于冷水但可溶于热水，所以除去产物中未反应的B₂O₃并得到纯净的BN固体的实验操作是将粗产品加入适量的热水，充分搅拌后趁热过滤，用热水洗涤滤渣2～3次，烘干即可。