Question

【題目】氮化鋁(AlN)是一種新型無(wú)機(jī)非金屬材料。為了分析某AlN樣品(樣品中的雜質(zhì)不與氫氧化鈉溶液反應(yīng))中AlN的含量，某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如下兩種實(shí)驗(yàn)方案。

已知：AlN＋NaOH＋H2O=NaAlO2＋NH3↑

方案1　取一定量的樣品，用以下裝置測(cè)定樣品中AlN的純度(夾持裝置已略去)。

(1)上圖裝置C中球形干燥管的作用是__________________________________________。

(2)完成以下實(shí)驗(yàn)步驟：組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，首先____________，再加入實(shí)驗(yàn)藥品。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作是____________，打開(kāi)分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開(kāi)K1，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，測(cè)定裝置C反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮?dú)獾哪康氖?/span>___________。

(3)若去掉裝置B，則導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。由于上述裝置還存在缺陷，導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高，請(qǐng)?zhí)岢龈倪M(jìn)意見(jiàn)：_______________________。

方案2　按以下步驟測(cè)定樣品中AlN的純度：

(4)步驟②生成沉淀的離子方程式為___________________________________________。

(5)步驟③的操作是_____________。

Answer 1

【答案】防止倒吸 檢查裝置的氣密性 關(guān)閉K1，打開(kāi)K2 把裝置中殘留的氨氣全部趕入裝置C 偏高 在裝置C的出口處連接一個(gè)干燥裝置 CO2＋AlO2-＋2H2O=HCO3-＋Al(OH)3↓ 過(guò)濾、洗滌

【解析】

【方案l】

方案1的測(cè)定原理是通過(guò)測(cè)定A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑反應(yīng)生成氨氣的質(zhì)量來(lái)計(jì)算氮化鋁的含量，結(jié)合裝置的結(jié)構(gòu)和測(cè)定原理分析解答(1)～(3)；

根據(jù)方案2的流程可知，樣品溶解于過(guò)量的氫氧化鈉溶液中過(guò)濾洗滌，得到濾液和洗滌液中通入過(guò)量二氧化碳和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀，過(guò)濾洗滌得到氫氧化鋁固體，煅燒得到氧化鋁固體，據(jù)此分析解答(4)和(5)。

(1)氨氣能夠與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，易發(fā)生倒吸，圖C裝置中球形干燥管可以防止倒吸，故答案為：防止倒吸；

(2)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，制備氣體需要先檢查裝置氣密性，加入實(shí)驗(yàn)藥品。接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)操作是關(guān)閉K1，打開(kāi)K2，打開(kāi)分液漏斗活塞，加入NaOH濃溶液，至不再產(chǎn)生氣體。打開(kāi)K1，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間，測(cè)定C裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化。通入氮?dú)饪梢允狗磻?yīng)生成的氨氣全部趕入裝置C被濃硫酸吸收，準(zhǔn)確測(cè)定裝置C的增重計(jì)算，故答案為：檢查裝置的氣密性；關(guān)閉K1，打開(kāi)K2；把裝置中殘留的氨氣全部趕入裝置C；

(3)若去掉裝置B，會(huì)導(dǎo)致測(cè)定氨氣的含量增大，導(dǎo)致AlN的含量測(cè)定結(jié)果偏高，該裝置中空氣中的水蒸氣也可以進(jìn)入裝置C，使測(cè)定結(jié)果偏高，需要連接一個(gè)盛堿石灰的干燥管，故答案為：偏高；在裝置C的出口處連接一個(gè)干燥裝置；

(4)步驟②生成的沉淀是氫氧化鋁，是偏鋁酸鈉溶液中通入過(guò)量二氧化碳?xì)怏w反應(yīng)生成的，反應(yīng)的離子方程式為：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓，故答案為：CO2+AlO2-+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓；

(5)根據(jù)流程圖可知，步驟③是過(guò)濾洗滌得到氫氧化鋁沉淀，故答案為：過(guò)濾、洗滌。