Question

【题目】氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属材料，其制取原理为：Al2O3+3C+N2 2AlN+3CO．在制取氮化铝时由于反应不完全，产品中有氧化铝和碳．为了分析某AlN样品的组成，某实验小组进行了如下探究．
（1）【实验1】测定样品中氮元素的质量分数．
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）．

已知：AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑
（i）如图C装置中球形干燥管的作用是 ．
（ii）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先 ， 再加入实验药品．然后 ，
打开分液漏斗活塞，加入NaOH浓溶液，至不再产生气体．打开K1 ， 缓缓通入氮气一段时间，测定C装置反应前后的质量变化．通入氮气的目的是 ．
（iii）若去掉装置B，则导致测定结果偏高
（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．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 ．
（2）【实验2】按以下步骤测定样品中铝元素的质量分数．

（i）步骤②生成沉淀的离子方程式为 ．
（ii）操作③需要的玻璃仪器有 ．
（iii）过滤、洗涤
（iv）Al元素的质量分数为（用m1、m2表示）．

Answer 1

【答案】
（1）防倒吸；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；偏高；C装置出口处连接一个干燥装置
（2）CO2+AlO2﹣+2H2O=HCO3﹣+Al（OH）3↓；漏斗、玻璃棒和烧杯；
【解析】解：[实验1]测定原理是通过测定A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑反应生成氨气的质量来计算氮化铝的含量，则A中发生的反应为A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，生成的氨气被碱石灰干燥，然后将氨气通入稀硫酸中被硫酸吸收生成硫酸铵，通入的氮气能将生成的氨气完全排出；（i）氨气极易溶于水和稀硫酸，缓冲装置能防止倒吸，导致的干燥管有缓冲作用，所以能防止倒吸，
所以答案是：防倒吸；（ii）有连接的装置在使用前必须检查装置气密性，所以该实验之前必须检验装置气密性；然后加入药品，将关闭K1 ， 打开K2同时打开分液漏斗的活塞，从而发生A中的反应；通入的氮气能把装置中残留的氨气全部赶入C装置，否则易导致测定结果偏小，
所以答案是：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；（iii）浓硫酸具有吸水性，能吸收氨气中的水蒸气，如果去掉装置B，则氨气中的水蒸气被浓硫酸吸收而导致测定结果偏大；C装置直接连接空气，浓硫酸能吸收空气中的水蒸气而导致测定结果偏高，其改进措施为C装置出口处连接一个干燥装置，
所以答案是：偏高；C装置出口处连接一个干燥装置；
[实验2]
测定原理是通过测定A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑反应生成氨气的体积来计算氮化铝的含量，样品溶液过量NaOH溶液，发生反应A1N+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，向滤液中通入过量二氧化碳，发生的反应为CO2+AlO2﹣+2H2O=HCO3﹣+Al（OH）3↓，然后过滤，得到的滤渣为Al（OH）3 ， 煅烧滤渣，发生反应 2Al（OH）3 Al2O3+3H2O，（i）偏铝酸钠和过量二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，离子方程式为CO2+AlO2﹣+2H2O=HCO3﹣+Al（OH）3↓，
所以答案是：CO2+AlO2﹣+2H2O=HCO3﹣+Al（OH）3↓；（ii）过滤时需要的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒及烧杯，
所以答案是：漏斗、玻璃棒和烧杯；（iv）根据Al原子守恒得n（Al）=2n[Al2O3]，所以m（Al）= = g，则Al元素质量分数= ×100%= ，
所以答案是： ．