Question

工業(yè)制得的氮化鋁(AlN)產(chǎn)品中常含有少量Al₄C₃、Al₂O₃、C等雜質(zhì)。某同學(xué)設(shè)計了如下實驗分別測定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al₄C₃的質(zhì)量分數(shù)(忽略NH₃在強堿性溶液中的溶解)。
（1）實驗原理  
①Al₄C₃與硫酸反應(yīng)可生成CH₄；
②AlN溶于強酸產(chǎn)生銨鹽，溶于強堿生成氨氣，請寫出AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式     。
（2）實驗裝置(如圖所示)

（3）實驗過程
①連接實驗裝置，檢驗裝置的氣密性。稱得D裝置的質(zhì)量為yg，滴定管的讀數(shù)為amL。
②稱取xg AlN樣品置于錐形瓶中；塞好膠塞，關(guān)閉活塞    ，打開活塞     ，通過分液漏斗加入稀硫酸，與燒瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。
③待反應(yīng)進行完全后，關(guān)閉活塞    ，打開活塞    ，通過分液漏斗加入過量    (填化學(xué)式)，與燒瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。
④                                                 (填入該步應(yīng)進行的操作)。
⑤記錄滴定管的讀數(shù)為bmL，稱得D裝置的質(zhì)量為zg。
（4）數(shù)據(jù)分析
①AlN的質(zhì)量分數(shù)為          。
②若讀取滴定管中氣體的體積時，液面左高右低，則所測氣體的體積     (填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
③Al₄C₃的質(zhì)量分數(shù)為         。(該實驗條件下的氣體摩爾體積為V_m)。

Answer 1

（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打開K₂， 通入空氣一段時間（2分）
（4）①×100%（2分）②偏小（2分）③×100%（2分）

解析試題分析：（1）AlN溶于強堿生成氨氣，而Al³⁺則轉(zhuǎn)化為NaAlO₂則有方程AlN＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋NH₃↑（3）實驗原理為Al₄C₃與硫酸反應(yīng)生成CH₄，AlN溶于強酸產(chǎn)生銨鹽，氣體向左測定出甲烷的體積，即可計算出Al₄C₃的質(zhì)量分數(shù)，然后加入強堿與銨鹽反應(yīng)產(chǎn)生氨氣，氣體向右測定出D裝置增重的質(zhì)量，可計算出AlN的質(zhì)量分數(shù)。通入空氣，使反應(yīng)產(chǎn)生的氨氣全部被濃硫酸吸收。（4）m(NH₃)=z-y，m(AlN)= ,質(zhì)量分數(shù)為×100%，若讀數(shù)時，左高右低，壓強大于外界壓強，體積偏小，V(CH₄)=a-b，m(Al₄C₃)=，質(zhì)量分數(shù)為×100%
考點：考查物質(zhì)性質(zhì)，基本實驗原理、操作、物質(zhì)的量計算