Question

氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属材料．某AlN样品仅含有趾Al₂O₃杂质，为测定AlN的含量，设计如下三种实验方案．（已知：AIN+NaOH+H₂O═NaAIO₂+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）如图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______，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）由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见______．
【方案2】用如图装置测定mg样品中A1N的纯度（部分夹持装置已略去）．

（4）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是______．
a．CCl₄b．H₂O
c．NH₄Cl溶液 d．

（5）若mg样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL（已转换为标准状况），则AlN的质量分数是______．
【方案3】按以下步骤测定样品中AlN的纯度：

（6）步骤②生成沉淀的离子方程式为______．
（7）若在步骤③中未洗涤，测定结果将______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．

Answer 1

（1）分析装置和仪器作用分析，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，
故答案为：防止倒吸；
（2）组装好实验装置，原理可知气体制备需要先检查装置气密性，加入实验药品．接下来的实验操作是关闭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．通入氮气的目的是，反应生成氨气后卫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，
故答案为：检查装置气密性，关闭K₁，打开K₂，把装置中残留的氨气全部赶入C装置；
（3）装置存在缺陷是空气中的水蒸气和二氧化碳也可以进入装置C，使测定结果偏高，需要连接一个盛碱石灰干燥管，故答案为：C装置出口处连接一个干燥装置；
（4）依据氨气极易溶于水的性质分析，为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是；
a．CCl₄不能溶解氨气，可以用排四氯化碳溶液的方法测定氨气体积，故a正确；
b．氨气极易溶于水，不能排水法测定，故b错误；
c．氨气极易溶于水，不能用排NH₄Cl溶液的方法测定气体体积，故c错误；
d．氨气不溶于苯，可以利用排苯溶液，测定氨气的体积，故d正确；
故选ad．
（5）若mg样品完全反应，测得生成气体的体积为VmL（已转换为标准状况），
AIN+NaOH+H₂O═NaAIO₂+NH₃↑
41 22.4L
mV×10^-3L
m=

41V×10-3

22.4

则AlN的质量分数=

41V×10-3

22.4m

×100%=

41V

22400

×100%，
故答案为：

41V

22400

×100%；
（6）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↓，
故答案为：CO₂+AlO₂^-+2H₂O=HCO₃^-+Al（OH）₃↓；
（7）若在步骤③中未洗涤，沉淀不洗涤得到滤渣质量会增大，测定结果会偏高，故答案为：偏高．