Question

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C装置中球形干燥管的作用是                       。

（2）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品。接下来的实验操作是                ，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，请提出改进意见                 。

【方案2】按以下步骤测定样品中A1N的纯度：

（4）步骤②生成沉淀的离子方程式为_________________。

（5）步骤③的操作是          。A1N的纯度是           （用m₁、m₂表示）。

Answer

（1）防止倒吸（2）关闭K1，打开K2； 把装置中残留的氨气全部赶入C装置

（3）C装置出口处连接一个干燥装置

（4）CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓

（5）过滤、洗涤

【解析】

试题分析：（1）用浓硫酸吸收氨气时，极易发生倒吸，因此C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸；（2）组装好实验装置，首先检查装置的气密性，再加入实验药品，然后关闭K1，打开K2，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。通入氮气的目的把装置中残留的氨气全部赶入C装置。（3）由于浓硫酸不仅可以吸收氨气，还可以吸收空气中的水蒸汽，因此会导致测定结果偏高，可以在C装置出口处连接一个干燥装置进行改进；（4）步骤②是NaAlO2与CO2发生复分解反应，生成Al(OH)3沉淀，故反应的离子方程式为：CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓；（5）步骤③的操作是过滤并洗涤；根据Al原子守恒计算AlN的纯度。最后经煅烧得到的固体是Al2O3，其质量为m2，则Al原子的物质的量为：，因此样品中AlN的质量为：，故AlN的纯度为。

考点：考查实验方案的设计及物质纯度的计算。