Question

碳化铝（Al₄C₃）用于冶金及催化剂，可由两种单质在高温下直接化合来制备，含有大量氮化铝（AlN）和少量Al₂O₃．

已知：①AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑．

   ②Al₄C₃与水接触，会很快放出易燃气体甲烷，并生成氢氧化铝。

为测定某Al₄C₃样品的含量，设计如下实验方案：取一定量的样品，选择以下装置测定样品中Al₄C₃的纯度（夹持仪器已略去）．

（1）写出Al₄C₃与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式_________.

（2）测定样品中Al₄C₃的纯度可以选择上图装置中的A、_________、C．

（3）完成以下实验步骤：组装好实验装置，首先_________，再加入实验药品，接下来的实验操作是打开分液漏斗活塞，滴加NaOH浓溶液至不再产生气体．然后关闭分液漏斗活塞，恢复到室温后，上下调节量气管使左右液面相平，然后读数．

（4）若要选择装置D：则D装置中所装试剂是_________，作用是_________，装置中球形干燥管的作用是_________．

（5）为测定生成气体的体积，量气装置中的X液体可以是_________（填字母）．

         A．CCl₄ B．H₂O              C．

（6）①若样品中含铝元素的质量是13.5g，滴加100mL氢氧化钠溶液，样品完全溶解且氢氧化钠也恰好完全反应，则所加氢氧化钠溶液的物质的量浓度为

_________．（忽略反应前后溶液体积的变化）

②若将a处胶管用弹簧夹夹住，其他操作均同上（样品完全反应），则最终测定的结果_________．（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）

Answer

Al4C3 + 4NaOH + 4H2O = 4 NaAlO2 + 3CH4 ↑ D 检查装置气密性 浓硫酸（或稀硫酸、水） 吸收氨气（或除去氨气） 防止倒吸 B 5mol/L 偏大

【解析】(1)Al4C3与水接触，会很快放出易燃气体甲烷，并生成氢氧化铝，氢氧化铝能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，因此Al4C3与过量氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和甲烷，反应的化学方程式为Al4C3 + 4NaOH + 4H2O = 4 NaAlO2 + 3CH4 ↑，故答案为：Al4C3 + 4NaOH + 4H2O = 4 NaAlO2 + 3CH4 ↑；

(2)AlN+NaOH+H2O=NaAlO2+NH3↑，要测定测定样品中Al4C3的纯度，需要除去甲烷中的氨气，氨气极易溶于水，可以用D吸收生成的氨气，因此选择的装置为A、D、C，故答案为：D；

(3)根据制备气体的一般步骤，组装好实验装置，首先检查装置气密性，再加入实验药品，接下来的实验操作是打开分液漏斗活塞，滴加NaOH浓溶液至不再产生气体．然后关闭分液漏斗活塞，恢复到室温后，上下调节量气管使左右液面相平，然后读数，故答案为：检查装置气密性；

(4)氨气的水溶液显碱性，可以用稀硫酸吸收生成的氨气，装置中球形干燥管可以防止倒吸，故答案为：稀硫酸； 吸收氨气；防止倒吸；

(5)甲烷不溶于水，可以通过排水法收集生成的甲烷气体，故选B；

(6)①根据Al~NaOH~ NaAlO2，氢氧化钠的物质的量与铝的物质的量相等，则氢氧化钠溶液的物质的量浓度= =5mol/L，故答案为：5mol/L；

②若将a处胶管用弹簧夹夹住，其他操作均同上(样品完全反应)，导致部分空气被当做甲烷排除，使得生成的甲烷气体的体积偏大，则最终测定的结果偏大，故答案为：偏大。

点睛：本题考查了物质性质的探究实验设计和实验分析判断，实验基本操作和物质性质的掌握是关键。本题的易错点是实验误差的分析，a处胶管用弹簧夹夹住，在反应过程中滴入的液体将部分空气排出造成结果偏大。