Question

工業(yè)制得的氮化鋁(AlN)產(chǎn)品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等雜質。某同學設計了如下實驗分別測定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al4C3的質量分數(shù)(忽略NH3在強堿性溶液中的溶解)。

(1)實驗原理

①Al4C3與硫酸反應可生成CH4;

②AlN溶于強酸生成銨鹽,溶于氫氧化鈉溶液生成氨氣,請寫出AlN與NaOH溶液反應的化學方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)實驗裝置(如圖所示)

 

(3)實驗過程

①連接實驗裝置,檢驗裝置的氣密性。稱得D裝置的質量為n g,滴定管的讀數(shù)為a mL。

②稱取m g AlN樣品置于錐形瓶中;塞好膠塞,關閉活塞　　　,打開活塞　　　,通過分液漏斗加入過量　　　(填化學式),與錐形瓶內(nèi)物質充分反應。 

③待反應進行完全后,關閉活塞　　　,打開活塞　　　,通過分液漏斗加入過量　　　(填化學式),與錐形瓶內(nèi)物質充分反應。 

④　　　　　　　　　　　　(填入該步應進行的操作)。 

⑤記錄滴定管的讀數(shù)為b mL,稱得D裝置的質量為p g。

(4)數(shù)據(jù)分析

①AlN的質量分數(shù)為　　　　　。 

②若讀取滴定管中氣體的體積時,液面左高右低,則所測氣體的體積　　　(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。 

③Al4C3的質量分數(shù)為　　　　　　。(該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm) 

 

Answer 1

【答案】

(1)②AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH3↑

(3)②K2、K3　K1　稀硫酸　③K1　K3　NaOH　④打開K2,通入空氣一段時間

(4)①×100%　②偏小　③×100%

【解析】(3)A裝置是測量CH4的裝置、D裝置是吸收NH3的裝置,從實驗裝置和實驗步驟上看,本實驗的原理是用足量硫酸與樣品中Al4C3、AlN完全反應,生成甲烷、銨鹽,量取生成的甲烷,從而可測得Al4C3的質量分數(shù);用足量NaOH溶液與生成的銨鹽反應,充分吸收生成的氨氣,并稱量其質量,從而求得AlN的質量分數(shù);(4)①根據(jù)氮原子的守恒,氨氣的物質的量等于AlN的物質的量,可求得AlN的質量分數(shù);③Al4C3的物質的量等于甲烷的物質的量的,可求得Al4C3的質量分數(shù)