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) 

 

Answer 1

【答案】

(1)②AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH3↑

(3)②K2、K3　K1　稀硫酸　③K1　K3　NaOH　④打开K2,通入空气一段时间

(4)①×100%　②偏小　③×100%

【解析】(3)A装置是测量CH4的装置、D装置是吸收NH3的装置,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、AlN完全反应,生成甲烷、铵盐,量取生成的甲烷,从而可测得Al4C3的质量分数;用足量NaOH溶液与生成的铵盐反应,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;(4)①根据氮原子的守恒,氨气的物质的量等于AlN的物质的量,可求得AlN的质量分数;③Al4C3的物质的量等于甲烷的物质的量的,可求得Al4C3的质量分数