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工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量 Al4C3、Al2O3 、C 等杂质...

工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量 Al4C3Al2O3 C 等杂质。某化学实验小组设计了如下实验, 分别测定氮化铝(AlN)样品中 AlN Al4C3 的质量分数(忽略NH3在强碱溶液中的溶解)

(1)实验原理:

Al4C3与硫酸发生复分解反应,写出该反应的化学方程式 ___________

AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,请写出AlNNaOH溶液反应的化学方程式_______。实验装置如下图所示:

(2)实验过程:

①根据题干信息:连接实验装置,检查装置气密性。称得D装置的质量为y g,滴定管的读数为amL。该步骤中,检查装置A气密性的操作为___________

②称取x g AlN 样品置于锥形瓶中; 塞好胶塞, 关闭活塞K2K3,打开活塞 K1,通过分液漏斗加入足量的____(填化学式),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K3 通过分液漏斗加入过量_________(填化学式),与锥形瓶内溶质充分反应。

_____(填入该步应进行的操作)

⑤实验中记录滴定管的读数为b mL,称得D装置的质量为z g

(3)数据

AlN 的质量分数为____________

②若读取滴定管中气体的体积时,先冷却到室温,再__________,然后平视凹液面读数。液面左高右低,则所测气体的体积___________(偏大”“偏小无影响”)

Al4C3的质量分数为    ____________(该实验条件下气体摩尔体积为Vm mol•L-1)

 

Al4C3 + 6H2SO4 = 2Al2(SO4)3 + 3CH4↑ AlN + NaOH + H2O = NaAlO2 + NH3↑ 关闭活塞 K1,向碱式滴定管中加水至碱式滴定管中液面高于球型干燥管中液面,如果能形成稳定的液面差则气密性良好 H2SO4 NaOH 打开K2,通入空气一段时间 ×100% 调节碱式滴定管中液面与球型干燥管中液面相平 偏小 ×100% 【解析】 AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,Al4C3与硫酸发生复分解反应放出甲烷。从实验装置和实验步骤可知,本实验的原理是通过A装置收集甲烷并测定甲烷的体积,通过D装置吸收生成的氨气,并测定生成氨气的质量,因此首先用足量硫酸与样品中AlN 、Al4C3完全反应,量取生成的甲烷气体,从而可测得Al4C3的百分含量;再用足量NaOH溶液与生成的铵盐反应放出氨气,充分吸收生成的氨气,并称量其质量,从而求得AlN的质量分数,以此分析解答。 (1)①Al4C3与硫酸发生复分解反应生成Al2(SO4)3,结合元素守恒可知同时生成CH4, 反应的化学方程式为Al4C3+ 6H2SO4= 2Al2(SO4)3+ 3CH4↑,故答案为:Al4C3+ 6H2SO4= 2Al2(SO4)3+ 3CH4↑; ②AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气,其中AlN和NaOH溶液反应放出氨气,生成的氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠,反应的化学方程式为AlN + NaOH + H2O = NaAlO2+ NH3↑,故答案为:AlN + NaOH + H2O = NaAlO2+ NH3↑; (2)①根据题干信息:连接实验装置,检查装置气密性。称得D装置的质量为y g,滴定管的读数为amL。该步骤中,检查装置A气密性的操作为关闭活塞K1,向碱式滴定管中加水至碱式滴定管中液面高于球型干燥管中液面,如果能形成稳定的液面差则气密性良好,故答案为:关闭活塞K1,向碱式滴定管中加水至碱式滴定管中液面高于球型干燥管中液面,如果能形成稳定的液面差则气密性良好; 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,通过分液漏斗加入足量的稀硫酸,与锥形瓶内物质充分反应放出甲烷气体,故答案为:H2SO4; 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,与锥形瓶内溶质充分反应放出氨气,故答案为:NaOH; ④锥形瓶中有氨气剩余,需要将氨气排入D中吸收,因此操作为打开K2,通入空气一段时间,故答案为:打开K2,通入空气一段时间; (3)①实验中称得D装置的质量为z g,即生成氨气的质量为zg,根据N元素守恒,样品中AlN 的质量为(z - y)×g,则样品中AlN 的质量分数为×100%=×100%,故答案为:×100%; ②若读取滴定管中气体的体积时,先冷却到室温,再调节碱式滴定管中液面与球型干燥管中液面相平,然后平视凹液面读数。若液面左高右低,则所测气体的体积将偏小,故答案为:调节碱式滴定管中液面与球型干燥管中液面相平;偏小; ③实验中记录滴定管的读数为b mL,即生成甲烷的体积为(a - b) mL,即甲烷的物质的量为=mol,根据C守恒,则Al4C3的物质的量为×mol,Al4C3的质量分数为×100%=×100%,故答案为:×100%。
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中和滴定是实验室定量测定未知酸或碱浓度的重要方法。25℃时,向 20.00 mL NaOH溶液中逐滴滴入某浓度的CH3COOH溶液以测定该醋酸溶液的浓度。滴定过程中,溶液的pH与滴入CH3COOH 溶液的体积关系如图所示, 回答下列问题:

1)滴定时,使用到的主要玻璃仪器有__________

2)选择的指示剂是_________,如何判断滴定达到终点 _____________

3)若当滴定达到终点时,测得消耗 CH3COOH 溶液的体积为 10.00 mL. 则所测醋酸溶液的浓度为 _________mol•L-1

4)图中B 点所示溶液中c(Na +)______c(CH3COO-)(填”“)。

5)图中 C 点对应的pH=4.7,该点所示溶液中c(CH3COO-)+ c(OH-)-c(Na+)=________ mol•L-1(已知:lg2=0.3)。

 

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已知:MnO2不溶于稀硫酸,但它可以在酸性条件下和一些还原剂反应生成 Mn2+

难溶物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Mg(OH)2

Mn(OH)2

溶度积常数

4.0×10-38

1.0×10-33

1.8×10-11

1.8×10-13

 

 

 

(1)为了提高锰的浸出率 ,通常需要将软锰矿_______ 酸浸时 MnO2 溶解的离子反应方程式是____________________

(2)滤渣 2 的主要成分是____________(填化学式)

(3)沉锰时发生的主要离子反应方程式是________; 沉锰后需要对所得的沉淀进行过滤、洗涤操作,如何检验沉淀己洗净?________________

 

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氮的氧化物和氮的氢化物的任意排放均会对环境造成污染,因此关于其转化的研究对于消除环境污染有着重要意义。

1)已知T℃时,有如下反应:

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反应IIN2g +2O2g 2NO2g  △H = +67.8 kJ•mol-1

反应III2NOg + O2 g 2 NO2 g   △H =-116.2 kJ•mol-1

试写出T℃ 时,NH3NO2反应生成不污染环境的物质的热化学反应方程式 ______

2T℃时,向2L密闭容器中加入一定量的NO2NOO2,发生(1)中反应III,不同时间测得各物质的部分浓度(mol•L-1 如下表所示:

时间( min

NO

O2

NO2

0

a

0.30

0.10

10

0.14

0.27

b

20

0.10

c

0.20

30

d

0.24

0.22

40

0.08

 

e

f

 

 

温度不变,反应达平衡后容器中的压强与最初加入气体时的压强之比为_______

反应的前 20 min 的平均反应速率vNO=________mol•L-1·min-1

若温度不变,平衡后将反应容器压缩为1L,达到新的平衡后,cO2_____0.48mol•L-1(填“>”“<”“ =”)。

3)某化学兴趣小组利用电解原理设计实验消除NH3 NO对环境的影响, 并制取KOH溶液和H2SO4溶液,其工作原理如下图所示:

     

从出口BC产生的气体相同,该气体是_____:从出口 D 得到的溶液是____

电解槽左池中发生的电极反应式为________

电解一段时间,两电极共收集到22.4L气体(标准状况下)时,理论上将生成____________mol KOH

 

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按要求填空:

(1)键线式表示的分子式为_________,名称是____________

(2) 含有的官能团的名称为_____________,写出该物质在酸性环境下水解产物的结构简式____________________

(3)甲醇在铜作催化剂加热时与氧气反应的化学方程式为_________________

(4)某烷烃B 的结构简式为CH3CH(CH3)CH(C2H5)2  有一种烷烃C与烷烃B是同分异构体,它却不能由任何烯烃催化加氢得到,则C的结构简式为____________

(5)最多______个原子共平面,写出该物质发生加聚反应的化学方程式_________

 

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下表是元素周期表的一部分,请用元素符号或化学式回答有关问题:

 

(1)⑧的单质是有毒气体, 它能与强碱稀溶液反应,其离子方程式为_________,③和⑤构成的具有漂白性的化合物,其电子式为______________

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(4)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是______(填写化学式) 非金属气态氢化物还原性最强的是_______(填写化学式)

 

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