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y g，滴定管的读数为a mL。
②称取x g AlN样品置于锥形瓶中；塞好胶塞，关闭活塞_____________，打开活塞______________，通过分液漏斗加入稀硫酸，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b mL，称得D装置的质量为z 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)。
【解析】 (1)AlN与强酸、强碱的反应实质上是AlN先与水发生水解反应，生成Al(OH)3和NH3，生成物然后再分别与强酸或强碱反应。
(2)从实验装置和实验步骤上看，本实验的原理是用足量硫酸与样品中Al4C3完全反应，量取生成的甲烷气体，从而可测得Al4C3的百分含量；用足量NaOH溶液与样品中AlN完全反应，充分吸收生成的氨气，并称量其质量，从而求得AlN的质量分数。为了保证生成的氨气全部被吸收，实验装置设计了K2这一活塞和导管，目的就是反应后从此处通入惰性气体将氨气排出被充分吸收。根据氮原子守恒，氨气的物质的量等于AlN的物质的量，可求得AlN的质量分数；根据碳原子守恒，Al4C3的物质的量等于甲烷的物质的量的三分之一，可求得Al4C3的质量分数。
【答案】 (1)AlN＋NaOH＋H2O===NaAlO2＋NH3↑
(3)②K2、K3 K1
③K1 K3 NaOH
④打开K2, 通入空气一段时间
(4)①
×100% ②偏小 ③
×100%
下列操作不能达到目的的是( )
| 选项 | 目的 | 操作 |
| A | 配制100 mL 1．0 mol·L－1 CuSO4溶液 | 将25 g CuSO4·5H2O 溶于100 mL蒸馏水中 |
| B | 除去KNO3 中少量NaCl | 将混合物制成热的饱和 溶液，冷却结晶，过滤 |
| C | 在溶液中将MnO 完全转化为Mn2＋ | 向酸性KMnO4溶液 中滴加H2O2溶液至 紫色消失 |
| D | 确定NaCl溶液中是 否混有Na2CO3 | 取少量溶液滴加CaCl2 溶液，观察是否出现白 色浑浊 |
＝1.732)