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氮化铝(AlN)是一种新型无机非金属材料。某AlN样品仅含有Al2O3杂质,为测定AlN的含量,设计如下三种实验方案。
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____________,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】
用右图装置测定m g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.CCl4       b.H2O     c.NH4Cl溶液    d.
(5)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况),则AIN的质量分数             
【方案3】按以下步骤测定样品中A1N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”)。
(1)防止发生倒吸 
(2)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装置中。
(3)C装置出口处连接一个干燥装置 
(4)ad 
(5)41/22400m
(6)AlO2+CO2+2H2O=HCO3+Al(OH)3↓ 
(7)偏高
(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。
(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,将装置内的氨气全部赶入装置C被浓硫酸吸收,准确测定装置C的增重计算。
(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。
(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;
(5)若m g样品完全反应,测得生成气体的体积为V mL(已转换为标准状况)
AlN+NaOH+H2O═NaAIO2+NH3
41                   22.4L
X                  V×10-3L
X=41V×10-3/22.4        则AlN的质量分数=41V/22400m×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↓。
(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。
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