(2011•石家庄二模)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

(2011•石家庄二模)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)样品中
AlN和Al4C3的质量分数(忽略NH3在强碱性溶液中的溶解).
实验原理:Al4C3与硫酸反应可生成CH4;AlN溶于强酸产生铵盐,溶于强碱生成氨气;
实验装置(如图所示)

实验过程:
连接实验装置,检验装置的气密性.
称得D装置的质量为y g,滴定管的读数为amL.
盛取x g AlN样品置于锥形瓶中;塞好胶塞,①关闭活塞______,打开活塞______,通过分液漏斗加入稀硫酸,与烧瓶内物质充分反应.待反应进行完全后,②关闭活塞______,打开活塞______,通过分液漏斗加入过量③______(填化学式),与烧瓶内物质充分反应.④______(填入该步应进行的操作).
记录滴定管的读数为bmL,称得D装置的质量为z g.
数据分析:
⑤AlN的质量分数为
41(z−y)
17x
×100%
41(z−y)
17x
×100%

⑥若读取滴定管中气体的体积时,液面左高右低,则所测气体的体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
⑦Al4C3的质量分数为
0.048(a−b)
Vmx
×100%
0.048(a−b)
Vmx
×100%
.(该实验条件下的气体摩尔体积为Vm).
缥缈的忧伤 1年前 已收到1个回答 举报

thrust9999 幼苗

共回答了18个问题采纳率:100% 举报

解题思路:实验过程: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、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
②、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.
数据
⑤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.
⑥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,
⑦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.

实验过程: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、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
②、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.故应关闭活塞K1,打开活塞K3
故答案为:K1;K3
③、由②中分析可知,通过分液漏斗加入过量氢氧化钠溶液.
故答案为: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.
数据分析:
⑤氨气的质量为(z-y)g,物质的量为
(z−y)g
17g/mol=[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)
17g
xg×100%=
41(z−y)
17x×100%.
故答案为:
41(z−y)
17x×100%.
⑥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.
⑦甲烷的体积为(b-a)mL,物质的量为
(b−a)×10−3L
VmL/mol=[b−a
Vm×10-3mol,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
Vm×10-3mol×144g/mol=
48(b−a)
Vm×10-3g,Al4C3的质量分数为

48(b−a)
Vm×10−3g/xg]×100%=
0.048(a−b)
Vmx×100%.
故答案为:
0.048(a−b)
Vmx×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: 考查对实验原理与操作步骤的理解、化学计算、物质组成的测定等,难度较大,是对所需知识的综合运用,需要学生具有扎实的基础知识与分析问题、解决问题的能力,理解实验原理是解答的关键.

1年前

2
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.032 s. - webmaster@yulucn.com