Question

（2012?煙臺一模）某實驗小組利用如下儀器組裝一套制備氮化硼晶體的裝置．反應原理是B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O．（已知：BN高溫下能被空氣氧化，不溶于水；B₂O₃難溶于冷水但可溶于熱水．）
（1）各儀器接口由左到右的連接順序為

eabcdfgh

．
（2）實驗過程分為如下操作：①提純BN ②滴加濃氨水 ③添加藥品 ④連接裝置⑤加熱管式電爐⑥檢查裝置氣密性 ⑦取出反應混合物 ⑧停止加熱，繼續通一段時間的氨氣．則正確的操作順序為

④⑥③②⑤⑧⑦①

（填序號）．
（3）儀器A的名稱為

干燥管

，裝置D的作用是

防止倒吸

，若去掉裝置E會導致

氨氣逸出污染空氣

．
（4）裝置C能產生氨氣的原因有

氨水中存在可逆反應NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰與水反應消耗水，促使氨氣放出；或生石灰與水反應生成氫氧化鈣電離出大量OH^-，反應逆向進行有利于NH3放出；或生石灰與水反應放出大量熱，促進NH₃?H₂O分解，并使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出

（答出其中一項即可）．
（5）管式電爐加熱反應前必須進行的一步操作是

除去裝置中的氧氣

，反應結束時，繼續通一段時間氨氣的目的是

冷卻反應混合物防止BN被氧化

．
（6）除去產物中未反應的B₂O₃并得到純凈的BN固體的實驗操作是

將粗產品加入適量的熱水，充分攪拌后趁熱過濾，用熱水洗滌濾渣2～3次，烘干

．

Answer 1

分析：（1）該實驗裝置順序是：氣體制取裝置→氣體干燥裝置→氨氣和氧化硼反應裝置→尾氣處理緩沖裝置→尾氣處理裝置；
（2）根據實驗存在步驟進行排序，注意氨氣和氧化硼反應前應該排除空氣的干擾；
（3）裝置A為干燥管，裝置D有緩沖裝置的能防止倒吸，去掉E會使氨氣污染空氣；
（4）根據氨水的電離及生石灰溶于水的反應熱特點來進行分析解答；
（5）根據已知條件BN高溫下能被空氣氧化，所以要除去空氣；
（6）根據BN高溫下能被空氣氧化，不溶于水；B₂O₃難溶于冷水但可溶于熱水來選取操作方法．

解答：解：（1）要使B₂O₃+2NH₃

高溫  .

2BN+3H₂O發生，首先要制取氨氣，用濃氨水制取的氨氣中含有水分所以要對氨氣進行干燥，然后是氨氣和氧化硼反應生成氮化硼，氨氣極易溶于水易產生倒吸現象，所以尾氣處理之前要有緩沖裝置，氨氣有刺激性氣味能污染空氣，所以還要有尾氣處理裝置，所以該實驗裝置順序是：氣體制取裝置→氣體干燥裝置→氨氣和氧化硼反應裝置→尾氣處理緩沖裝置→尾氣處理裝置，各儀器接口由左到右的連接順序為eabcdfgh，
故答案為：eabcdfgh；
（2）該實驗操作步驟為：先連接裝置，再 檢驗裝置的氣密性，如果氣密性良好，然后向裝置中加固體，為得到氨氣，向C裝置中固體的加濃氨水，將生成的氨氣通入各裝置，排除空氣的干擾，再加熱管式電爐，使氨氣和氧化硼反應生成氮化硼，反應后停止加熱，裝置冷卻后取出反應混合物，最后提純得到較純凈的氮化硼，所以實驗步驟為：④⑥③②⑤⑧⑦①，
故答案為：④⑥③②⑤⑧⑦①；
（3）裝置A是干燥管；氨氣極易溶于水，如果將導氣管直接深入到稀硫酸中會產生倒吸現象，為防止產生倒吸，必須有一個緩沖裝置，所以D是一個緩沖裝置，目的為防止倒吸，裝置E去掉氨氣會逸出污染空氣；
故答案為：干燥管：防止倒吸；氨氣逸出污染空氣；
（4）氨水中存在可逆反應NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰與水反應消耗水，促使氨氣放出；或生石灰與水反應生成氫氧化鈣電離出大量OH^-，反應逆向進行有利于NH₃放出；或生石灰與水反應放出大量熱，促進NH₃?H₂O分解，并使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出，
故答案為：氨水中存在可逆反應NH₃+H₂O?NH₃?H₂O?NH₄⁺+OH^-，生石灰與水反應消耗水，促使氨氣放出；或生石灰與水反應生成氫氧化鈣電離出大量OH^-，反應逆向進行有利于NH₃放出；或生石灰與水反應放出大量熱，促進NH₃?H₂O分解，并使氣體溶解度下降，有利于NH₃放出；
（5）BN高溫下能被空氣氧化，為防止氮化硼被氧化，所以必須首先除去各裝置中的氧氣；冷卻后還需要通入氨氣，目的是防止氮化硼被氧化，
故答案為：除去裝置中的氧氣；冷卻反應混合物防止BN被氧化；
（6）BN高溫下能被空氣氧化，不溶于水；B₂O₃難溶于冷水但可溶于熱水，所以將粗產品加入適量的熱水，充分攪拌后趁熱過濾，用熱水洗滌濾渣2～3次，烘干即可得到較純凈的氮化硼，
故答案為：粗產品加入適量的熱水，充分攪拌后趁熱過濾，用熱水洗滌濾渣2～3次，烘干．

點評：本題考查了實驗制備方案的設計，此種類型是考試的熱點，設計實驗時要根據實驗目的選取實驗裝置和實驗藥品，實驗室制取氣體的一般順序是：反應發生裝置→洗氣裝置→干燥裝置→收集裝置→尾氣處理裝置．