Question

【题目】氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。为了分析某AlN样品（样品中的杂质不与NaOH溶液反应）中 AlN的含量，某实验小组设计了如下两种实验方案。已知：AlN+NaOH+H2O＝NaAlO2+NH3↑

【方案1】取一定量的样品，用以下装置测定样品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

（1）上图装置中，U形管B中所装固体为________，C中球形干燥管的作用是_______________________。

（2）关闭K1打开K2，再打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体。打开K1，通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化。通入氮气的目的是_______________________________________。

（3）由于上述装置还存在____________缺陷，导致测定结果偏高。

【方案2】按以下步骤测定样品中AlN的纯度：

（4）步骤②生成沉淀的离子方程式为___________________。

（5）步骤③的操作中用到的主要玻璃仪器是_________。AlN的纯度是__________（用m1、m2表示）。

Answer 1

【答案】⑴ 碱石灰（或其他合理答案） 防止倒吸

⑵ 把装置中残留的氨气全部赶入C装置

⑶未排除C装置出口处空气中水蒸气的干扰

⑷ CO2 +AlO2-+2H2O =HCO3-+Al(OH)3↓

⑸漏斗、烧杯、玻璃棒

【解析】【方案1】（1）上图装置中，U形管B中所装固体为碱石灰，是用来干燥氨气的；氨气是与浓硫酸能发生反应的气体，易发生倒吸，图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸的作用；

（2）通入氮气的目的是，反应生成氨气后把装置中的气体全部赶入装置C被浓硫酸吸收，准确测定装置C的增重计算；

（3）装置存在缺陷是空气中的水蒸气也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管；

【方案2】（4）步骤②生成的沉淀是氢氧化铝，是偏铝酸钠溶液中通入过量二氧化碳气体反应生成，反应的离子方程式为：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓；

（5）上述分析可知步骤③是过滤洗涤得到氢氧化铝沉淀，测定原理是：A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，偏铝酸钠和二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al（OH）3↓，氢氧化铝灼烧得到氧化铝，通过测定氧化铝得质量来计算氮化铝的质量，Al2O3物质的量==mol，依据氮元素守恒得到样品中氮元素物质的量=n（AlN）=mol×2=mol，A1N的纯度=×100%=。