Question

工业制得的氮化铝(AlN)产品中常含有少量Al₄C₃、Al₂O₃、C等杂质。某同学设计了如下实验分别测定氮化铝(AlN)样品中AlN和Al₄C₃的质量分数(忽略NH₃在强碱性溶液中的溶解)。
（1）实验原理  
①Al₄C₃与硫酸反应可生成CH₄；
②AlN溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式     。
（2）实验装置(如图所示)

（3）实验过程
①连接实验装置，检验装置的气密性。称得D装置的质量为yg，滴定管的读数为amL。
②称取xg AlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞    ，打开活塞     ，通过分液漏斗加入稀硫酸，与烧瓶内物质充分反应。
③待反应进行完全后，关闭活塞    ，打开活塞    ，通过分液漏斗加入过量    (填化学式)，与烧瓶内物质充分反应。
④                                                 (填入该步应进行的操作)。
⑤记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为zg。
（4）数据分析
①AlN的质量分数为          。
②若读取滴定管中气体的体积时，液面左高右低，则所测气体的体积     (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③Al₄C₃的质量分数为         。(该实验条件下的气体摩尔体积为V_m)。

Answer 1

（1）AlN＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋NH₃↑（2分）
（3）②K₂、K₃（1分），K₁（1分）③K₁（1分），K₃（1分），NaOH（1分）④打开K₂， 通入空气一段时间（2分）
（4）①×100%（2分）②偏小（2分）③×100%（2分）

解析试题分析：（1）AlN溶于强碱生成氨气，而Al³⁺则转化为NaAlO₂则有方程AlN＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋NH₃↑（3）实验原理为Al₄C₃与硫酸反应生成CH₄，AlN溶于强酸产生铵盐，气体向左测定出甲烷的体积，即可计算出Al₄C₃的质量分数，然后加入强碱与铵盐反应产生氨气，气体向右测定出D装置增重的质量，可计算出AlN的质量分数。通入空气，使反应产生的氨气全部被浓硫酸吸收。（4）m(NH₃)=z-y，m(AlN)= ,质量分数为×100%，若读数时，左高右低，压强大于外界压强，体积偏小，V(CH₄)=a-b，m(Al₄C₃)=，质量分数为×100%
考点：考查物质性质，基本实验原理、操作、物质的量计算