Question

工業制得的氮化鋁(AlN)產品中常含有少量Al₄C₃、Al₂O₃、C等雜質。某同學設計了如下實驗分別測定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al₄C₃的質量分數(忽略NH₃在強堿性溶液中的溶解)。
（1）實驗原理  
①Al₄C₃與硫酸反應可生成CH₄；
②AlN溶于強酸產生銨鹽，溶于強堿生成氨氣，請寫出AlN與NaOH溶液反應的化學方程式     。
（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裝置的質量為yg，滴定管的讀數為amL。
②稱取xg AlN樣品置于錐形瓶中；塞好膠塞，關閉活塞    ，打開活塞     ，通過分液漏斗加入稀硫酸，與燒瓶內物質充分反應。
③待反應進行完全后，關閉活塞    ，打開活塞    ，通過分液漏斗加入過量    (填化學式)，與燒瓶內物質充分反應。
④                                                 (填入該步應進行的操作)。
⑤記錄滴定管的讀數為bmL，稱得D裝置的質量為zg。
（4）數據分析
①AlN的質量分數為          。
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的質量分數為         。(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⁺則轉化為NaAlO₂則有方程AlN＋NaOH＋H₂O=NaAlO₂＋NH₃↑（3）實驗原理為Al₄C₃與硫酸反應生成CH₄，AlN溶于強酸產生銨鹽，氣體向左測定出甲烷的體積，即可計算出Al₄C₃的質量分數，然后加入強堿與銨鹽反應產生氨氣，氣體向右測定出D裝置增重的質量，可計算出AlN的質量分數。通入空氣，使反應產生的氨氣全部被濃硫酸吸收。（4）m(NH₃)=z-y，m(AlN)= ,質量分數為×100%，若讀數時，左高右低，壓強大于外界壓強，體積偏小，V(CH₄)=a-b，m(Al₄C₃)=，質量分數為×100%
考點：考查物質性質，基本實驗原理、操作、物質的量計算