Question

工業(yè)制得的氮化鋁(AlN)產品中常含有少量Al4C3、Al2O3、C等雜質。某同學設計了如下實驗分別測定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al4C3的質量分數(忽略NH3在強堿性溶液中的溶解)。

(1)實驗原理

①Al4C3與硫酸反應可生成CH4；

②AlN溶于強酸產生銨鹽，溶于強堿生成氨氣，請寫出AlN與NaOH溶液反應的化學方程式____________________________________________________。

(2)實驗裝置(如圖所示)

(3)實驗過程

①連接實驗裝置，檢驗裝置的氣密性。稱得D裝置的質量為y g，滴定管的讀數為a mL。

②稱取x g AlN樣品置于錐形瓶中；塞好膠塞，關閉活塞_____________，打開活塞______________，通過分液漏斗加入稀硫酸，與錐形瓶內物質充分反應。

③待反應進行完全后，關閉活塞_____________，打開活塞_____________，通過分液漏斗加入過量____________(填化學式)，與燒瓶內物質充分反應。

④__________________(填入該步應進行的操作)。

⑤記錄滴定管的讀數為b mL，稱得D裝置的質量為z g，

(4)數據分析

①AlN的質量分數為___________________。

②若讀取滴定管中氣體的體積時，液面左高右低，則所測氣體的體積_________________(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。

③Al4C3的質量分數為________。(該實驗條件下的氣體摩爾體積為Vm)。

Answer 1

【解析】　(1)AlN與強酸、強堿的反應實質上是AlN先與水發(fā)生水解反應，生成Al(OH)3和NH3，生成物然后再分別與強酸或強堿反應。

(2)從實驗裝置和實驗步驟上看，本實驗的原理是用足量硫酸與樣品中Al4C3完全反應，量取生成的甲烷氣體，從而可測得Al4C3的百分含量；用足量NaOH溶液與樣品中AlN完全反應，充分吸收生成的氨氣，并稱量其質量，從而求得AlN的質量分數。為了保證生成的氨氣全部被吸收，實驗裝置設計了K2這一活塞和導管，目的就是反應后從此處通入惰性氣體將氨氣排出被充分吸收。根據氮原子守恒，氨氣的物質的量等于AlN的物質的量，可求得AlN的質量分數；根據碳原子守恒，Al4C3的物質的量等于甲烷的物質的量的三分之一，可求得Al4C3的質量分數。

【答案】　(1)AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑

(3)②K2、K3　K1

③K1　K3　NaOH

④打開K2, 通入空氣一段時間

(4)①×100%�、谄�小�、�×100%