Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料。為了分析某AlN樣品（樣品中的雜質(zhì)不與NaOH溶液反應(yīng)）中 AlN的含量，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)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(cè)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(shí)驗(yàn)步驟：組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，首先檢查裝置的氣密性，再加入實(shí)驗(yàn)藥品。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作是 ，打開(kāi)分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開(kāi)K1，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，測(cè)定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮?dú)獾哪康氖?/span> 。

（3）由于上述裝置還存在缺陷，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)意見(jiàn) 。

【方案2】按以下步驟測(cè)定樣品中A1N的純度：

（4）步驟②生成沉淀的離子方程式為_(kāi)________________。

（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(guān)閉K1，打開(kāi)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(gè)干燥裝置

（4）CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓

（5）過(guò)濾、洗滌

【解析】

試題分析：（1）用濃硫酸吸收氨氣時(shí)，極易發(fā)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(shí)驗(yàn)裝置，首先檢查裝置的氣密性，再加入實(shí)驗(yàn)藥品，然后關(guān)閉K1，打開(kāi)K2，打開(kāi)分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開(kāi)K1，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，測(cè)定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮?dú)獾哪康?/span>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(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，可以在C裝置出口處連接一個(gè)干燥裝置進(jìn)行改進(jìn)；（4）步驟②是NaAlO2與CO2發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，生成Al(OH)3沉淀，故反應(yīng)的離子方程式為：CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓；（5）步驟③的操作是過(guò)濾并洗滌；根據(jù)Al原子守恒計(jì)算AlN的純度。最后經(jīng)煅燒得到的固體是Al2O3，其質(zhì)量為m2，則Al原子的物質(zhì)的量為：，因此樣品中AlN的質(zhì)量為：，故AlN的純度為。