Question

【题目】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，量气管为碱式滴定管改装)

连好装置后，首先应进行的操作是________。

（3）实验过程：称得装置D的初始质量为y g；称取x g AlN样品置于装置B锥形瓶中，各装置中加入相应药品，重新连好装置；读取量气管的初始读数为a mL(量气装置左右液面相平)。

①欲首先测量Al4C3质量分数的有关数据，对三个活塞的操作是________。

②若无恒压管，对所测气体体积的影响是________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)

③量气管中液面不再发生变化，说明反应已经结束。读取读数之前，应对量气管进行调整量气管高度，使左右两边液面相平 ，若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面，所测气体的体积______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

④记录滴定管的读数为b mL(已知：该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol－1)，则Al4C3的质量分数为______(用含a、b、x、y、Vm的代数式表示)。

⑤测量AlN质量分数的数据：首先关闭活塞 K1 ，打开活塞K3，通过分液漏斗加入过量___，与装置B瓶内物质充分反应；反应完成后，____(填入该步应进行的操作)，最后称得装置D的质量为z g。

Answer 1

【答案】AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑ 检查装置的气密性 关闭活塞K2、K3，打开活塞K1 偏大 偏小 ×100% NaOH溶液 打开K2，通入一段时间空气

【解析】

（1）AlN与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氨气；

（2）涉及气体的实验要检验装置气密性；

（3）①欲首先测量Al4C3质量分数，需测量Al4C3与硫酸反应生成甲烷的体积；

②若无恒压管，分液漏斗中的液体排出部分B中的空气；

③若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面，则球形容器中压强偏大；

④记录滴定管的读数为bm L(已知：该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol－1)，生成甲烷的物质的量是 ；

⑤AlN与强碱生成氨气，氨气被D吸收，根据D的质量变化计算AlN的质量；

（1）AlN与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氨气，反应方程式是AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑；

（2）连好装置后，首先应进行的操作检查装置的气密性；

（3）①欲首先测量Al4C3质量分数，测量Al4C3与硫酸反应生成甲烷的体积，应关闭活塞K2、K3，打开活塞K1，用排水量气法测量生成甲烷的体积；

②若无恒压管，分液漏斗中的液体排出部分B中的空气，测量甲烷的体积偏大；

③若量气管中的液面高于右侧球形容器中的液面，则球形容器中压强偏大，所测气体的体积偏小；

④记录滴定管的读数为b mL(已知：该实验条件下的气体摩尔体积为Vm L·mol－1)，生成甲烷的物质的量是，根据碳元素守恒，Al4C3的物质的量是，Al4C3的质量分数为100% ；

⑤AlN与强碱生成氨气，所以分液漏斗加入过量NaOH溶液，与装置B瓶内物质充分反应；反应完成后，打开K2，通一段时间空气，将B中氨气完全赶进D中吸收。