Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無機非金屬材料。為了分析某AlN樣品（樣品中的雜質不與NaOH溶液反應）中 AlN的含量，某實驗小組設計了如下兩種實驗方案。已知：AlN+NaOH+H2O＝NaAlO2+NH3↑

【方案1】取一定量的樣品，用以下裝置測定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。

（1）上圖C裝置中球形干燥管的作用是 。

（2）完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先檢查裝置的氣密性，再加入實驗藥品。接下來的實驗操作是 ，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應前后的質量變化。通入氮氣的目的是 。

（3）由于上述裝置還存在缺陷，導致測定結果偏高，請提出改進意見 。

【方案2】按以下步驟測定樣品中A1N的純度：

（4）步驟②生成沉淀的離子方程式為_________________。

（5）步驟③的操作是 。A1N的純度是 （用m1、m2表示）。

Answer 1

【答案】（1）防止倒吸（2）關閉K1，打開K2； 把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置

（3）C裝置出口處連接一個干燥裝置

（4）CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓

（5）過濾、洗滌

【解析】

試題分析：（1）用濃硫酸吸收氨氣時，極易發生倒吸，因此C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸；（2）組裝好實驗裝置，首先檢查裝置的氣密性，再加入實驗藥品，然后關閉K1，打開K2，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產生氣體。打開K1，通入氮氣一段時間，測定C裝置反應前后的質量變化。通入氮氣的目的把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置。（3）由于濃硫酸不僅可以吸收氨氣，還可以吸收空氣中的水蒸汽，因此會導致測定結果偏高，可以在C裝置出口處連接一個干燥裝置進行改進；（4）步驟②是NaAlO2與CO2發生復分解反應，生成Al(OH)3沉淀，故反應的離子方程式為：CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓；（5）步驟③的操作是過濾并洗滌；根據Al原子守恒計算AlN的純度。最后經煅燒得到的固體是Al2O3，其質量為m2，則Al原子的物質的量為：，因此樣品中AlN的質量為：，故AlN的純度為。