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(jì)了如下實(shí)驗(yàn)分別測定氮化鋁(AlN)樣品中AlN和Al₄C₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(忽略NH₃在強(qiáng)堿性溶液中的溶解)。
(1)實(shí)驗(yàn)原理
①Al₄C₃與硫酸反應(yīng)可生成CH₄;
②AlN溶于強(qiáng)酸生成銨鹽,溶于氫氧化鈉溶液生成氨氣,請寫出AlN與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)實(shí)驗(yàn)裝置(如圖所示)

(3)實(shí)驗(yàn)過程
①連接實(shí)驗(yàn)裝置,檢驗(yàn)裝置的氣密性。稱得D裝置的質(zhì)量為n g,滴定管的讀數(shù)為a mL。
②稱取m g AlN樣品置于錐形瓶中;塞好膠塞,關(guān)閉活塞　　　,打開活塞　　　,通過分液漏斗加入過量　　　(填化學(xué)式),與錐形瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。 
③待反應(yīng)進(jìn)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),與錐形瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)。 
④　　　　　　　　　　　　(填入該步應(yīng)進(jìn)行的操作)。 
⑤記錄滴定管的讀數(shù)為b mL,稱得D裝置的質(zhì)量為p g。
(4)數(shù)據(jù)分析
①AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　　。 
②若讀取滴定管中氣體的體積時(shí),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?jǐn)?shù)為　　　　　　。(該實(shí)驗(yàn)條件下的氣體摩爾體積為V_m) 

Answer 1

(1)②AlN+NaOH+H₂ONaAlO₂+NH₃↑
(3)②K₂、K₃　K₁　稀硫酸　③K₁　K₃　NaOH�、艽蜷_K₂,通入空氣一段時(shí)間
(4)①×100%　②偏小�、�×100%

(3)A裝置是測量CH₄的裝置、D裝置是吸收NH₃的裝置,從實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)步驟上看,本實(shí)驗(yàn)的原理是用足量硫酸與樣品中Al₄C₃、AlN完全反應(yīng),生成甲烷、銨鹽,量取生成的甲烷,從而可測得Al₄C₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù);用足量NaOH溶液與生成的銨鹽反應(yīng),充分吸收生成的氨氣,并稱量其質(zhì)量,從而求得AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù);(4)①根據(jù)氮原子的守恒,氨氣的物質(zhì)的量等于AlN的物質(zhì)的量,可求得AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù);③Al₄C₃的物質(zhì)的量等于甲烷的物質(zhì)的量的,可求得Al₄C₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)