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,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Vm) 

 

【答案】

(1)②AlN+NaOH+H2ONaAlO2+NH3↑

(3)②K2、K3　K1　稀硫酸　③K1　K3　NaOH　④打開K2,通入空氣一段時間

(4)①×100%　②偏小　③×100%

【解析】(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)

 

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2011?揚(yáng)州三模）氮化鋁（AlN）是一種新型的無機(jī)非金屬材料，工業(yè)上由氧化鋁與焦炭在氮?dú)饬髦懈邷刂频茫埢卮鹣铝杏嘘P(guān)問題．
（1）氮化鋁（AlN）制備：Al2O3+N2+3C
 高溫 
.
 
2AlN+3CO，反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為
3：2
3：2
．
（2）AlN產(chǎn)品中常含有Al4C3、碳和Al2O3等雜質(zhì)，已知Al4C3與水反應(yīng)生成CH4，CH4與CuO發(fā)生反應(yīng)：CH4+4CuO
  △  
.
 
CO2+2H2O+4Cu．為測定產(chǎn)品中有關(guān)成分的含量，所需儀器如下：

若各裝置連接的順序?yàn)椋篈→C→F→C→D→E，請補(bǔ)充操作步驟：
①稱量D的質(zhì)量，按順序組裝儀器，檢查裝置的氣密性，將試樣放入錐形瓶中；
②
緩緩鼓入一定量的N2
緩緩鼓入一定量的N2
；③_______；④
從分液漏斗緩緩滴入稀硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體時為止
從分液漏斗緩緩滴入稀硫酸，直到不再產(chǎn)生氣體時為止
；⑤
再次緩緩鼓入一定量的N2
再次緩緩鼓入一定量的N2
；⑥再次稱量D的質(zhì)量；
⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到D的質(zhì)量基本不變
已知AlN能夠水解．請選擇合適的藥品和裝置，按氣流方向連接各裝置，其順序?yàn)椋?!--BA-->
B
B
→
D
D
→
C
C
→E．若試樣為mg，測得C增重ng，則AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
41n
17m
×100%
41n
17m
×100%
．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

（2011?石家莊二模）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）．
實(shí)驗(yàn)原理：Al4C3與硫酸反應(yīng)可生成CH4；AlN溶于強(qiáng)酸產(chǎn)生銨鹽，溶于強(qiáng)堿生成氨氣；
實(shí)驗(yàn)裝置（如圖所示）

實(shí)驗(yàn)過程：
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y g，滴定管的讀數(shù)為amL．
盛取x g AlN樣品置于錐形瓶中；塞好膠塞，①關(guān)閉活塞
K2、K3
K2、K3
，打開活塞
K1
K1
，通過分液漏斗加入稀硫酸，與燒瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)．待反應(yīng)進(jìn)行完全后，②關(guān)閉活塞
K1
K1
，打開活塞
K3
K3
，通過分液漏斗加入過量③
NaOH
NaOH
（填化學(xué)式），與燒瓶內(nèi)物質(zhì)充分反應(yīng)．④
打開K2，通入空氣一段時間
打開K2，通入空氣一段時間
（填入該步應(yīng)進(jìn)行的操作）．
記錄滴定管的讀數(shù)為bmL，稱得D裝置的質(zhì)量為z g．
數(shù)據(jù)分析：
⑤AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
41(z-y)
17x
×100%
41(z-y)
17x
×100%
．
⑥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
偏小
偏小
（填“偏大”、“偏小”或“無影響”）．
⑦Al4C3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
0.048(a-b)
Vmx
×100%
0.048(a-b)
Vmx
×100%
．（該實(shí)驗(yàn)條件下的氣體摩爾體積為Vm）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

氮化硅（Si3N4）是一種新型陶瓷材料，它可用石英與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦蟹磻?yīng)制得：
 
SiO2+
 
C+
 
N2
 高溫 
.
 
 
Si3N4+
 
CO．
根據(jù)題意完成下列各題：
（1）配平上述化學(xué)反應(yīng)方程式．
 
SiO2+
 
C+
 
N2
 高溫 
.
 
 
Si3N4+
 
CO．
（2）為了保證石英和焦炭盡可能的轉(zhuǎn)化，氮?dú)庖m當(dāng)過量．某次反應(yīng)用了30mol氮?dú)猓磻?yīng)生成了5mol一氧化碳，則此時混合氣體的平均摩爾質(zhì)量是
 
．
（3）氮化硅陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度高，硬度接近于剛玉（A12O3），熱穩(wěn)定性好，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定．以下用途正確的是
 
．
A．可以在冶金工業(yè)上制成坩堝、鋁電解槽襯里等設(shè)備
B．在電子工業(yè)上制成耐高溫的電的良導(dǎo)體
C．研發(fā)氮化硅的全陶發(fā)動機(jī)替代同類型金屬發(fā)動機(jī)
D．氮化硅陶瓷的開發(fā)受到資源的限制，沒有發(fā)展前途．

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科目：高中化學(xué) 來源：2012屆江蘇省泰州中學(xué)高三第一次學(xué)情調(diào)研測試化學(xué)試卷 題型：實(shí)驗(yàn)題

（10分）氮化鋁（AlN）是一種新型的無機(jī)非金屬材料，工業(yè)上由氧化鋁與焦炭在氮?dú)饬髦懈邷刂频�。請回答下列有關(guān)問題。
（1）氮化鋁（AlN）制備：Al2O3+N2+3C2AlN+3CO，反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為       。
（2）AlN產(chǎn)品中常含有Al4C3、碳和Al2O3等雜質(zhì)，已知Al4C3與水反應(yīng)生成CH4，CH4與CuO發(fā)生反應(yīng)：
CH4+4CuOCO2+2H2O+4Cu。為測定產(chǎn)品中有關(guān)成分的含量，所需儀器如下：

【測定樣品中Al4C3的含量】
若各裝置連接的順序?yàn)椋篈→C→F→C→D→E，請補(bǔ)充操作步驟：
①稱量D的質(zhì)量，按順序組裝儀器，檢查裝置的氣密性，將試樣放入錐形瓶中；
②      ；③      ；④      ；⑤      ；⑥再次稱量D的質(zhì)量；
⑦重復(fù)步驟⑤和⑥的操作，直到D的質(zhì)量基本不變。
【測定AlN的含量】
已知AlN能夠水解，請選擇合適的藥品和裝置，按氣流方向連接各裝置，其順序?yàn)椋?br />      →      →      →E。若試樣為mg ，測得C增重n g，則AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是      。

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同步練習(xí)冊答案