Question

(12分)工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al₄C₃、Al₂O₃、C等杂质。某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al₄C₃的质量分数(忽略NH₃在强碱性溶液中的溶解)。

（1）实验原理：①Al₄C₃与硫酸反应可生成CH₄；

②AlN溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式           。

（2）实验装置(如图所示)

（3）实验过程

①连接实验装置，检验装置的气密性。称得D装置的质量为y g，滴定管的读数为amL。

②称取x g AlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞K₂、K₃，打开活塞K₁，通过分液漏斗加入稀硫酸，与锥形瓶内物质充分反应。

③待反应进行完全后，关闭活塞K₁，打开活塞     ，通过分液漏斗加入过量        (填化学式)，与锥形瓶内物质充分反应。

④                                           (填入该步反应进行的操作)。

⑤记录滴定管的读数为b mL，称得D装置的质量为z g。

（4）数据分析

①AlN的质量分数为              。

②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。

③Al₄C₃的质量分数为                    (该实验条件下的气体摩尔体积为V_m L)。

Answer

(12分，除注明外其余为2分)（1）②AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ ；

（3）③K3 (1分) NaOH (1分) ④打开K2， 通入空气一段时间。

（4）① ②偏小 ③。

【解析】

试题分析：（1）②AlN与NaOH溶液反应的化学方程式是AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ ；（3） ③待反应进行完全后，关闭活塞K1，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量NaOH，使溶液中 NH4+发生反应产生NH3逸出。与锥形瓶内物质充分反应。④然后打开K2， 通入空气一段时间，把装置中的氨气全部赶出到D中被浓硫酸吸收。（4）D中吸收氨气的质量是(z-y)g，氨气的物质的量是(z-y)/17mol。根据N元素守恒，可得AlN的质量分数为；②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则压强大于大气压强，气体的体积就偏小。③V(CH4)=(a-b)ml，则n(CH4)=[ (a-b)ml ×10-3L/ml]÷Vm，根据C元素守恒可知Al4C3的质量分数为φ=

考点：考查化学实验基本原理、物质的化学性质及物质含量的测定的知识。