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

防止倒吸关闭K1，打开K2把装置中残留的氨气全部赶入C装置C装置出口处连接一个干燥装置CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓过滤、洗涤

【解析】

【试题分析】

由已知：AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，方案1：本实验是通过氢氧化钠与氮化铝反应产生氨气，再通过测定氨气的量达到检验AlN纯度的目的，A为AlN与NaOH溶液反应装置，B为干燥氨气装置，C为吸收氨气装置。方案2：AlN与NaOH溶液反应后，通过把NaAlO2转化为Al(OH)3，再转化为氧化铝，通过测定氧化铝的质量进而检验AlN纯度。

（1）球形干燥管因其空间容量大，可起防倒吸的作用；

（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。反应过程中先关闭K1，打开K2，让生成的氨气进入碱石灰干燥，再被浓硫酸吸收；反应完成后，打开K1通入氮气，目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置，保证实验的准确性；

（3）该装置存在C可能会吸收空气中水蒸汽的缺陷，为防止C吸收外界的水，最好在C装置出口处连接一个干燥装置。

（4）滤液中有AlO2－，通入过量的CO2生成氢氧化铝沉淀， CO2＋AlO2－＋2H2O＝HCO3－＋Al(OH)3↓

（5）生成的Al(OH)3沉淀经过滤后与滤液分离，再经洗涤得到纯净的固体，再将其灼热分解得到Al2O3，通过

求得x= 再与样品质量m1比较得到 A1N的纯度是 ： ×100% 。

点睛：该题依托化学实验对物质进行定性分析与定量的计算，充分把握好题干，熟悉装置的作用是解题关键，要加强对实验基本操作的学习，熟悉实验流程，弄清物质间的相互反应。