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↑
（1）【方案1】取一定量的樣品，用圖1裝置測(cè)定樣品中AlN的純度（夾持裝置已略去）．
圖1C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 ．
（4）【方案2】按圖2步驟測(cè)定樣品中AlN的純度： 圖2步驟②生成沉淀的離子方程式為 ．
（5）圖2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）過濾、洗滌； ×100%
【解析】解：【方案1】（1）氨氣是與濃硫酸能發(fā)生反應(yīng)的氣體，易發(fā)生倒吸，圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用，

所以答案是：防止倒吸；（2）組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，氣體制備需要先檢查裝置氣密性，加入實(shí)驗(yàn)藥品．接下來的實(shí)驗(yàn)操作是關(guān)閉K1，打開K2，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�，反�?yīng)生成氨氣后把裝置中的氣體全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，準(zhǔn)確測(cè)定裝置C的增重計(jì)算，

所以答案是：關(guān)閉K1，打開K2；把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置；（3）若去掉裝置B，測(cè)定氨氣含量會(huì)增大，導(dǎo)致AlN的含量測(cè)定結(jié)果偏高，裝置存在缺陷是空氣中的水蒸氣也可以進(jìn)入裝置C，使測(cè)定結(jié)果偏高，需要連接一個(gè)盛堿石灰干燥管；

所以答案是：C裝置出口處連接一個(gè)干燥裝置；【方案2】流程分析可知，樣品溶解于過量的氫氧化鈉溶液中過濾洗滌，得到濾液和洗滌液中通入過量二氧化碳和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，過濾洗滌得到氫氧化鋁固體，煅燒得到氧化鋁固體為m2g；（4）步驟②生成的沉淀是氫氧化鋁，是偏鋁酸鈉溶液中通入過量二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成，反應(yīng)的離子方程式為：CO2+AlO2﹣+2H2O=HCO3﹣+Al（OH）3↓，

所以答案是：CO2+AlO2﹣+2H2O=HCO3﹣+Al（OH）3↓；（5）上述分析可知步驟③是過濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀，測(cè)定原理是：A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，偏鋁酸鈉和二氧化碳反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀：CO2+AlO2﹣+2H2O=HCO3﹣+Al（OH）3↓，氫氧化鋁灼燒得到氧化鋁，通過測(cè)定氧化鋁得質(zhì)量來計(jì)算氮化鋁的質(zhì)量，Al2O3物質(zhì)的量= = mol，依據(jù)氮元素守恒得到樣品中氮元素物質(zhì)的量=n（AlN）= mol×2= mol，A1N的純度= ×100%= ×100%，

所以答案是：過濾、洗滌； ×100%．