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 . (3)实验过程 ①连接� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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)。

【答案】

（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

练习册系列答案

2AlN+3CO，反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为

3：2

．
（2）AlN产品中常含有Al₄C₃、碳和Al₂O₃等杂质，已知Al₄C₃与水反应生成CH₄，CH₄与CuO发生反应：CH₄+4CuO

△

CO₂+2H₂O+4Cu．为测定产品中有关成分的含量，所需仪器如下：

若各装置连接的顺序为：A→C→F→C→D→E，请补充操作步骤：
①称量D的质量，按顺序组装仪器，检查装置的气密性，将试样放入锥形瓶中；
②

缓缓鼓入一定量的N₂

；③_______；④

从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸，直到不再产生气体时为止

；⑤

再次缓缓鼓入一定量的N₂

；⑥再次称量D的质量；
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到D的质量基本不变
已知AlN能够水解．请选择合适的药品和装置，按气流方向连接各装置，其顺序为：

→

→E．若试样为mg，测得C增重ng，则AlN的质量分数是

（2011?石家庄二模）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）．
实验原理：Al₄C₃与硫酸反应可生成CH₄；AlN溶于强酸产生铵盐，溶于强碱生成氨气；
实验装置（如图所示）

实验过程：
连接实验装置，检验装置的气密性．
称得D装置的质量为y g，滴定管的读数为amL．
盛取x g AlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，①关闭活塞

K₂、K₃

，打开活塞

K₁

，通过分液漏斗加入稀硫酸，与烧瓶内物质充分反应．待反应进行完全后，②关闭活塞

K₁

K₃

（填入该步应进行的操作）．
记录滴定管的读数为bmL，称得D装置的质量为z g．
数据分析：
⑤AlN的质量分数为

．
⑥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

偏小

（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
⑦Al₄C₃的质量分数为

．（该实验条件下的气体摩尔体积为V_m）．

氮化硅（Si₃N₄）是一种新型陶瓷材料，它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得：

SiO₂+

C+

N₂

高温

Si₃N₄+

CO．
根据题意完成下列各题：
（1）配平上述化学反应方程式．

SiO₂+

C+

N₂

高温

Si₃N₄+

CO．
（2）为了保证石英和焦炭尽可能的转化，氮气要适当过量．某次反应用了30mol氮气，反应生成了5mol一氧化碳，则此时混合气体的平均摩尔质量是

．
（3）氮化硅陶瓷的机械强度高，硬度接近于刚玉（A1₂O₃），热稳定性好，化学性质稳定．以下用途正确的是

．
A．可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备
B．在电子工业上制成耐高温的电的良导体
C．研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
D．氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制，没有发展前途．

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溶于强酸生成铵盐,溶于氢氧化钠溶液生成氨气,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n g,滴定管的读数为a mL。

②称取m g AlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,关闭活塞　　　,打开活塞　　　,通过分液漏斗加入过量　　　(填化学式),与锥形瓶内物质充分反应。

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),与锥形瓶内物质充分反应。

④　　　　　　　　　　　　(填入该步应进行的操作)。

⑤记录滴定管的读数为b mL,称得D装置的质量为p g。

(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Vm)

（10分）氮化铝（AlN）是一种新型的无机非金属材料，工业上由氧化铝与焦炭在氮气流中高温制得。请回答下列有关问题。
（1）氮化铝（AlN）制备：Al₂O₃+N₂+3C2AlN+3CO，反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为       。
（2）AlN产品中常含有Al₄C₃、碳和Al₂O₃等杂质，已知Al₄C₃与水反应生成CH₄，CH₄与CuO发生反应：
CH₄+4CuOCO₂+2H₂O+4Cu。为测定产品中有关成分的含量，所需仪器如下：

【测定样品中Al₄C₃的含量】
若各装置连接的顺序为：A→C→F→C→D→E，请补充操作步骤：
①称量D的质量，按顺序组装仪器，检查装置的气密性，将试样放入锥形瓶中；
②      ；③      ；④      ；⑤      ；⑥再次称量D的质量；
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到D的质量基本不变。
【测定AlN的含量】
已知AlN能够水解，请选择合适的药品和装置，按气流方向连接各装置，其顺序为：
      →      →      →E。若试样为mg ，测得C增重n g，则AlN的质量分数是      。

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