Question

氮化鋁是一種新型的無機(jī)非金屬材料，被廣泛應(yīng)用于集成電路生產(chǎn)領(lǐng)域．在氮氣流中由氧化鋁與焦炭在電爐中加熱制得．方程式為：Al₂O₃+N₂+3C 

高溫  .

2AlN+3CO，反應(yīng)中原料配比不當(dāng)或反應(yīng)不完全等因素都會造成產(chǎn)品中含有C、Al₄C₃或Al₂O₃等雜質(zhì)．請回答下列問題：
（1）探究氮化鋁與酸的反應(yīng)．
步驟1：取少量樣品于試管中，滴加稀H₂SO₄溶液至樣品全部溶解；
步驟2：檢驗生成產(chǎn)物中含有NH₄⁺；寫出AlN與稀H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（2）測定樣品中AlN的含量，請選擇合適的藥品和裝置，按氣流方向連接各裝置，其順序為：

 

→

 

→

 

→E，若樣品質(zhì)量為16.4g，稱量C增重5.1g，則AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

 

．

（3）實驗室可利用Al₄C₃與水反應(yīng)來制備甲烷，通過排飽和食鹽水的方法先后各收集半量筒甲烷和半量筒氯氣，用鐵架臺固定好，（如圖）將裝置放置在光亮的地方（日光沒有直接照射），一會兒后，觀察到…，量筒壁上有油狀液滴生成，…，水槽中有少量固體析出．

①油狀液滴的成分是（寫分子式）

 

，
②飽和食鹽水中有少量固體析出，其原因是

 

．（請結(jié)合方程式及必要的文字解釋）

Answer 1

考點：探究物質(zhì)的組成或測量物質(zhì)的含量

專題：

分析：（1）依據(jù)銨根離子的檢驗方法設(shè)計實驗步驟進(jìn)行檢驗，AlN是一種良好的耐熱沖擊材料，可溶解于硫酸溶液生成硫酸鋁和硫酸銨；
（2）依據(jù)實驗裝置連接順序和測定成分發(fā)生的反應(yīng)分析判斷，裝置中的空氣需要趕凈，把樣品溶于稀硫酸完全反應(yīng)，利用氮氣把生成的甲烷全部趕到F裝置反應(yīng)，減少誤差，氮化鋁水解生成氫氧化鋁和氨氣，氨氣是堿性氣體，干燥需要用堿石灰，吸收可以用濃硫酸，最后稱重計算；
（3）①油狀液滴的成分是甲烷和氯氣光照發(fā)生取代反應(yīng)生成的取代產(chǎn)物，液體為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳；
②飽和食鹽水中氯化鈉存在沉淀溶解平衡，取代反應(yīng)生成的氯化氫溶于水電離出的氯離子促進(jìn)人沉淀溶解平衡逆向進(jìn)行，析出氯化鈉晶體．

解答： 解：（1）檢驗生成產(chǎn)物中含有NH₄⁺，取少量樣品于試管中，滴加稀H₂SO₄至溶液呈酸性，取反應(yīng)后的溶液加入足量NaOH溶液，加熱，用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產(chǎn)生的氣體，若試紙變藍(lán)，說明存在NH₄⁺，AlN與稀H₂SO₄反應(yīng)的化學(xué)方程式：2AlN+4H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+（NH₄）₂SO₄；
故答案為：2AlN+4H₂SO₄=Al₂（SO₄）₃+（NH₄）₂SO₄；
（2）為測定AlN的含量，分析AlN能夠水解生成氫氧化鋁和氨氣，氨氣是堿性氣體，在裝置B中加入樣品滴入氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成氨氣，用裝置D中堿石灰吸收水蒸氣后，再用裝置C中濃硫酸吸收氨氣，稱重計算，所以裝置連接為B-D-C；若試樣為16.4g，測得C增重5.1g為氨氣的質(zhì)量，樣品中AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

5.1g 17g/mol ×41g/mol

16.4g

×100%=75%；
故答案為：B；D；C；75%；
（3）①油狀液滴的成分是甲烷和氯氣光照發(fā)生取代反應(yīng)生成的取代產(chǎn)物，液體為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳，故答案為：CH₂Cl₂、CHCl₃、CCl₄
②飽和食鹽水中氯化鈉存在沉淀溶解平衡，NaCl（s）?Na⁺（aq）+Cl^-（aq），取代反應(yīng)中生成HCl溶解后電離出氯離子，使Cl^-濃度增大，促使上述平衡逆向進(jìn)行生成氯化鈉晶體，故答案為：NaCl（s）?Na⁺（aq）+Cl^-（aq），取代反應(yīng)中生成HCl溶解后電離出氯離子，使Cl^-濃度增大，促使上述平衡逆向進(jìn)行生成氯化鈉晶體．

點評：本題考查了物質(zhì)組成和探究方法和實驗分析判斷，離子檢驗實驗步驟設(shè)計，實驗步驟的理解和設(shè)計是解題關(guān)鍵，題目難度中等．