Question

【題目】碳化鋁（Al4C3）用于冶金及催化劑，可由兩種單質在高溫下直接化合來制備，含有大量氮化鋁（AlN）和少量Al2O3．

已知：①AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑．

②Al4C3與水接觸，會很快放出易燃氣體甲烷，并生成氫氧化鋁。

為測定某Al4C3樣品的含量，設計如下實驗方案：取一定量的樣品，選擇以下裝置測定樣品中Al4C3的純度（夾持儀器已略去）．

（1）寫出Al4C3與過量氫氧化鈉溶液反應的化學方程式_________.

（2）測定樣品中Al4C3的純度可以選擇上圖裝置中的A、_________、C．

（3）完成以下實驗步驟：組裝好實驗裝置，首先_________，再加入實驗藥品，接下來的實驗操作是打開分液漏斗活塞，滴加NaOH濃溶液至不再產生氣體．然后關閉分液漏斗活塞，恢復到室溫后，上下調節(jié)量氣管使左右液面相平，然后讀數(shù)．

（4）若要選擇裝置D：則D裝置中所裝試劑是_________，作用是_________，裝置中球形干燥管的作用是_________．

（5）為測定生成氣體的體積，量氣裝置中的X液體可以是_________（填字母）．

A．CCl4 B．H2O C．

（6）①若樣品中含鋁元素的質量是13.5g，滴加100mL氫氧化鈉溶液，樣品完全溶解且氫氧化鈉也恰好完全反應，則所加氫氧化鈉溶液的物質的量濃度為_________．（忽略反應前后溶液體積的變化）

②若將a處膠管用彈簧夾夾住，其他操作均同上（樣品完全反應），則最終測定的結果_________．（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）

Answer 1

【答案】 Al4C3 + 4NaOH + 4H2O = 4 NaAlO2 + 3CH4 ↑ D 檢查裝置氣密性 濃硫酸（或稀硫酸、水） 吸收氨氣（或除去氨氣） 防止倒吸 B 5mol/L 偏大

【解析】(1)Al4C3與水接觸，會很快放出易燃氣體甲烷，并生成氫氧化鋁，氫氧化鋁能夠與氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉，因此Al4C3與過量氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和甲烷，反應的化學方程式為Al4C3 + 4NaOH + 4H2O = 4 NaAlO2 + 3CH4 ↑，故答案為：Al4C3 + 4NaOH + 4H2O = 4 NaAlO2 + 3CH4 ↑；

(2)AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，要測定測定樣品中Al4C3的純度，需要除去甲烷中的氨氣，氨氣極易溶于水，可以用D吸收生成的氨氣，因此選擇的裝置為A、D、C，故答案為：D；

(3)根據(jù)制備氣體的一般步驟，組裝好實驗裝置，首先檢查裝置氣密性，再加入實驗藥品，接下來的實驗操作是打開分液漏斗活塞，滴加NaOH濃溶液至不再產生氣體．然后關閉分液漏斗活塞，恢復到室溫后，上下調節(jié)量氣管使左右液面相平，然后讀數(shù)，故答案為：檢查裝置氣密性；

(4)氨氣的水溶液顯堿性，可以用稀硫酸吸收生成的氨氣，裝置中球形干燥管可以防止倒吸，故答案為：稀硫酸； 吸收氨氣；防止倒吸；

(5)甲烷不溶于水，可以通過排水法收集生成的甲烷氣體，故選B；

(6)①根據(jù)Al~NaOH~ NaAlO2，氫氧化鈉的物質的量與鋁的物質的量相等，則氫氧化鈉溶液的物質的量濃度= =5mol/L，故答案為：5mol/L；

②若將a處膠管用彈簧夾夾住，其他操作均同上(樣品完全反應)，導致部分空氣被當做甲烷排除，使得生成的甲烷氣體的體積偏大，則最終測定的結果偏大，故答案為：偏大。