Question

【題目】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(zhì)。某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)分別測定氮化鋁(AlN樣品中AlN和Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(忽略NH3在強(qiáng)堿性溶液中的溶解)。

（1）實(shí)驗(yàn)原理：①Al4C3與硫酸反應(yīng)可生成CH4；

②AlN溶于強(qiáng)酸產(chǎn)生銨鹽，溶于強(qiáng)堿生成氨氣，請寫出AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________。

（2）實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示，量氣管為堿式滴定管改裝)

連好裝置后，首先應(yīng)進(jìn)行的操作是________。

（3）實(shí)驗(yàn)過程：稱得裝置D的初始質(zhì)量為y g；稱取x g AlN樣品置于裝置B錐形瓶中，各裝置中加入相應(yīng)藥品，重新連好裝置；讀取量氣管的初始讀數(shù)為a mL(量氣裝置左右液面相平)。

①欲首先測量Al4C3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的有關(guān)數(shù)據(jù)，對三個活塞的操作是________。

②若無恒壓管，對所測氣體體積的影響是________(填“偏大”“偏小”或“無影響”)

③量氣管中液面不再發(fā)生變化，說明反應(yīng)已經(jīng)結(jié)束。讀取讀數(shù)之前，應(yīng)對量氣管進(jìn)行調(diào)整量氣管高度，使左右兩邊液面相平 ，若量氣管中的液面高于右側(cè)球形容器中的液面，所測氣體的體積______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

④記錄滴定管的讀數(shù)為b mL(已知：該實(shí)驗(yàn)條件下的氣體摩爾體積為Vm L·mol－1)，則Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(用含a、b、x、y、Vm的代數(shù)式表示)。

⑤測量AlN質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)據(jù)：首先關(guān)閉活塞 K1 ，打開活塞K3，通過分液漏斗加入過量___，與裝置B瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)；反應(yīng)完成后，____(填入該步應(yīng)進(jìn)行的操作)，最后稱得裝置D的質(zhì)量為z g。

Answer 1

【答案】AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ 檢查裝置的氣密性 關(guān)閉活塞K2、K3，打開活塞K1 偏大 偏小 ×100% NaOH溶液 打開K2，通入一段時間空氣

【解析】

（1）AlN與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氨氣；

（2）涉及氣體的實(shí)驗(yàn)要檢驗(yàn)裝置氣密性；

（3）①欲首先測量Al4C3質(zhì)量分?jǐn)?shù)，需測量Al4C3與硫酸反應(yīng)生成甲烷的體積；

②若無恒壓管，分液漏斗中的液體排出部分B中的空氣；

③若量氣管中的液面高于右側(cè)球形容器中的液面，則球形容器中壓強(qiáng)偏大；

④記錄滴定管的讀數(shù)為bm L(已知：該實(shí)驗(yàn)條件下的氣體摩爾體積為Vm L·mol－1)，生成甲烷的物質(zhì)的量是 ；

⑤AlN與強(qiáng)堿生成氨氣，氨氣被D吸收，根據(jù)D的質(zhì)量變化計(jì)算AlN的質(zhì)量；

（1）AlN與NaOH溶液反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和氨氣，反應(yīng)方程式是AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

（2）連好裝置后，首先應(yīng)進(jìn)行的操作檢查裝置的氣密性；

（3）①欲首先測量Al4C3質(zhì)量分?jǐn)?shù)，測量Al4C3與硫酸反應(yīng)生成甲烷的體積，應(yīng)關(guān)閉活塞K2、K3，打開活塞K1，用排水量氣法測量生成甲烷的體積；

②若無恒壓管，分液漏斗中的液體排出部分B中的空氣，測量甲烷的體積偏大；

③若量氣管中的液面高于右側(cè)球形容器中的液面，則球形容器中壓強(qiáng)偏大，所測氣體的體積偏小；

④記錄滴定管的讀數(shù)為b mL(已知：該實(shí)驗(yàn)條件下的氣體摩爾體積為Vm L·mol－1)，生成甲烷的物質(zhì)的量是，根據(jù)碳元素守恒，Al4C3的物質(zhì)的量是，Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100% ；

⑤AlN與強(qiáng)堿生成氨氣，所以分液漏斗加入過量NaOH溶液，與裝置B瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)；反應(yīng)完成后，打開K2，通一段時間空氣，將B中氨氣完全趕進(jìn)D中吸收。