Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無機(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。接下來的實(shí)驗(yàn)操作是________，打開分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開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_________________。

【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___________________。

（5）步驟③的操作是__________。A1N的純度是___________（用m1、m2表示）。

Answer 1

【答案】防止倒吸關(guān)閉K1，打開K2把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置C裝置出口處連接一個(gè)干燥裝置CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓過濾、洗滌

【解析】

【試題分析】

由已知：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，方案1：本實(shí)驗(yàn)是通過氫氧化鈉與氮化鋁反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，再通過測(cè)定氨氣的量達(dá)到檢驗(yàn)AlN純度的目的，A為AlN與NaOH溶液反應(yīng)裝置，B為干燥氨氣裝置，C為吸收氨氣裝置。方案2：AlN與NaOH溶液反應(yīng)后，通過把NaAlO2轉(zhuǎn)化為Al(OH)3，再轉(zhuǎn)化為氧化鋁，通過測(cè)定氧化鋁的質(zhì)量進(jìn)而檢驗(yàn)AlN純度。

（1）球形干燥管因其空間容量大，可起防倒吸的作用；

（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。反應(yīng)過程中先關(guān)閉K1，打開K2，讓生成的氨氣進(jìn)入堿石灰干燥，再被濃硫酸吸收；反應(yīng)完成后，打開K1通入氮?dú)�，目的是把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；

（3）該裝置存在C可能會(huì)吸收空氣中水蒸汽的缺陷，為防止C吸收外界的水，最好在C裝置出口處連接一個(gè)干燥裝置。

（4）濾液中有AlO2－，通入過量的CO2生成氫氧化鋁沉淀， CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓

（5）生成的Al(OH)3沉淀經(jīng)過濾后與濾液分離，再經(jīng)洗滌得到純凈的固體，再將其灼熱分解得到Al2O3，通過

求得x= 再與樣品質(zhì)量m1比較得到 A1N的純度是 ： ×100% 。