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）上圖裝置中，U形管B中所裝固體為________，C中球形干燥管的作用是_______________________。

（2）關閉K1打開K2，再打開分液漏斗活塞，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。

【方案2】按以下步驟測定樣品中AlN的純度：

（4）步驟②生成沉淀的離子方程式為___________________。

（5）步驟③的操作中用到的主要玻璃儀器是_________。AlN的純度是__________（用m1、m2表示）。

Answer 1

【答案】⑴ 堿石灰（或其他合理答案） 防止倒吸

⑵ 把裝置中殘留的氨氣全部趕入C裝置

⑶未排除C裝置出口處空氣中水蒸氣的干擾

⑷ CO2 +AlO2-+2H2O =HCO3-+Al(OH)3↓

⑸漏斗、燒杯、玻璃棒

【解析】【方案1】（1）上圖裝置中，U形管B中所裝固體為堿石灰，是用來干燥氨氣的；氨氣是與濃硫酸能發生反應的氣體，易發生倒吸，圖C裝置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用；

（2）通入氮氣的目的是，反應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，準確測定裝置C的增重計算；

（3）裝置存在缺陷是空氣中的水蒸氣也可以進入裝置C，使測定結果偏高，需要連接一個盛堿石灰干燥管；

【方案2】（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氣體反應生成，反應的離子方程式為：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，測定原理是：A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，偏鋁酸鈉和二氧化碳反應生成氫氧化鋁沉淀：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，氫氧化鋁灼燒得到氧化鋁，通過測定氧化鋁得質量來計算氮化鋁的質量，Al2O3物質的量==mol，依據氮元素守恒得到樣品中氮元素物質的量=n（AlN）=mol×2=mol，A1N的純度=×100%=。