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)

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  • 解题思路: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,以此分析解答;

    (1)根据题目信息:AlN溶于强碱溶液时会生成NH3来书写方程式;

    (3)②通过分液漏斗加入稀硫酸,硫酸与样品中Al4C3完全反应,量取生成的甲烷气体,从而测得Al4C3的百分含量,故应关闭活塞K2、K3,打开活塞 K1

    ③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,故应关闭活塞K1,打开活塞K3

    ④装置中残留部分氨气,打开K2,通入空气一段时间,排尽装置的氨气,被装置D完全吸收;

    (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;

    ②读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,气体的压强大于大气压,测定气体甲烷的体积偏小;

    ③根据碳原子的守恒,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.

    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;

    (1)根据题目信息:AlN溶于强碱溶液时会生成NH3,化学方程式为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑,故答案为:AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑;

    (3)②通过分液漏斗加入稀硫酸,硫酸与样品中Al4C3完全反应,量取生成的甲烷气体,从而测得Al4C3的百分含量,故应关闭活塞K2、K3,打开活塞 K1

    故答案为:K2、K3; K1

    ③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,故应关闭活塞K1,打开活塞K3,故答案为:K1;K3;NaOH;

    ④装置中残留部分氨气,打开K2,通入空气一段时间,排尽装置的氨气,被装置D完全吸收,防止测定的氨气的质量偏小,故答案为:打开K2,通入空气一段时间;

    (4)①氨气的质量为(z-y)g,物质的量为[z−y/17]mol,根据氮原子的守恒,氨气的物质的量等于AlN的物质的量,所以AlN的质量为[z−y/17]mol×41g/mol=

    41(z−y)

    17g,故AlN的质量分数为

    41(z−y)

    17

    x×100%=

    41(z−y)

    17x×100%,故答案为:

    41(z−y)

    17x×100%.

    ②读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,气体的压强大于大气压,测定气体甲烷的体积偏小,故答案为:偏小;

    ③甲烷的体积为(b-a)mL,物质的量为

    (b−a)×10 −3

    Vmmol,根据碳原子的守恒,Al4C3的物质的量等于甲烷的物质的量的三分之一,所以Al4C3的质量为[1/3]×

    (b−a)×10 −3

    Vmmol×144g/mol=

    48(b−a)×10 −3

    Vmg,Al4C3的质量分数为

    0.048(a−b)

    Vm•x×100%,故答案为:

    0.048(a−b)

    Vm•x×100%.

    点评:

    本题考点: 探究物质的组成或测量物质的含量.

    考点点评: 本题是一道关于物质的组成和含量测定知识的综合考查题,要求学生具有分析和解决问题的能力,难度大.

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