Question

【题目】氮化铝(AlN)是一种新型非金属材料，室温下能缓慢水解。可由铝粉在氮气氛围中1700℃合成，产物为白色到灰蓝色粉末。某小组探究在实验室制备AlN并测定产品纯度，设计实验如下。请回答：

(一)制备AlN

(1)按气流由左向右的方向，上述装置的正确连接顺序为j→__________________→i(填仪器接口字母编号)。

(2)实验时，以空气为原料制备AlN。装置A中还原铁粉的作用为________________，装置B中试剂X为_____________________。

(二)测定产品纯度

取m g的产品，用以下装置测定产品中AlN的纯度(夹持装置已略去)。

已知：AlN + NaOH + H2O ＝ NaAlO2 + NH3↑

(3)完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先_________________________________，加入实验药品。接下来的实验操作是关闭______________________________并打开______________，再打开分液漏斗活塞加入足量NaOH浓溶液后关闭，至不再产生气体。再______________，通入氮气一段时间，测定装置III反应前后的质量变化为n g。

(4)实验结束后，计算产品中AlN的纯度为___________﹪(用含m、n的代数式表示)。

(5)上述实验的设计仍然存在缺陷，你认为可能的缺陷及会导致的测定结果____________(用 “偏高”、“偏低”描述)如何______________________________________________________。

Answer 1

【答案】fedcab(或ba)gh(或hg) 吸收O2 浓硫酸 检查装置的气密性 K1 K2 打开 K1 偏低 氨气溶于水，导致测定结果偏低

【解析】

（1）AlN室温下能缓慢水解，由铝粉在氮气氛围中1700℃合成。那么空气必须除去水和O2，还原铁粉除去O2，B装置中X就是为了除去水，应该为浓硫酸，C装置除去空气中的CO2。应先用C装置除去CO2，再用A装置除去O2，最后除去水，再在D中与Al反应，最后用碱石灰阻止空气进入装置，避免产品变质。答案为fedcab(或ba)gh(或hg)；

（2）还原铁粉的作用除去氧气，避免给实验带来干扰；B装置的目的是除去水，X为浓硫酸，答案为吸收O2 浓硫酸；

（3）实验步骤，在装药品之前，要对装置进行检漏。实验开始进行，首先不通入氮气，K1是关闭的，K2是打开的，反应至不再产生气体时，反应停止，需要将所有的氨气通入浓硫酸中被吸收，因此需要通入氮气，打开K1；答案为检查装置的气密性 K1 K2 打开 K1；

(4)根据方程式

AlN ~ NH3

41 17

m(AlN) n

可得m(AlN)=，，答案为；

（5）整个反应中加入了水，氨气极易溶于水，使得氨气不能被浓硫酸完全吸收，氨气的质量偏小，结果偏低。答案为偏低 氨气溶于水，导致测定结果偏低。