（2011•泉州一模）氮化铝是一种新型的无机非金属材料，被广泛应用于集成电路生产领域．在氮气流中由氧化铝与焦炭在电炉中加热制得．原料配比不当或反应不完全等因素都会造成产品中

Question

（2011•泉州一模）氮化铝是一种新型的无机非金属材料，被广泛应用于集成电路生产领域．在氮气流中由氧化铝与焦炭在电炉中加热制得．原料配比不当或反应不完全等因素都会造成产品中含有碳、Al₄C₃或Al₂O₃等杂质．回答下列问题：
（1）反应Al₂O₃+N₂+3C (高温.)/()2AlN+3CO中，氧化剂是______
（2）探究氮化铝与酸的反应，并检验生成产物中含有NH₄⁺．请完成下列实验步骤．
步骤1：取少量样品于试管中，滴加稀H₂SO₄至溶液呈酸性
步骤2：______．
（3）AlN也可以与强碱溶液反应．完成下列方程式：
AlN+NaOH+H₂O=______+______
（4）Al ₄C₃与水反应生成甲烷，甲烷与CuO反应的化学方程式如下：
CH₄+4CuO (△.)/() CO₂+2H₂O+4Cu 测定产品中有关成分的含量，所需仪器如下：

Ⅰ．测定样品中含有少量Al₄C₃的含量，各装置连接的顺序为A→C→F→C→D→E．主要实验步骤如下：
①称量D的质量，按顺序组装仪器，将试样放入锥形瓶中，检查装置的气密性
②从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸，直到不再产生气体时为止
③点燃F酒精灯
④缓缓鼓入一定量的N₂
⑤再次缓缓鼓入一定量的N₂
⑥再次称量D的质量
⑦重复步骤⑤和⑥的操作，直到D的质量基本不变
操作的先后顺序是①→______→⑤→⑥→⑦，操作④的目的是______．
Ⅱ．为测定AlN的含量，请选择合适的药品和装置，按气流方向连接各装置，其顺序为：
______→______→______→E，试样为mg，测得C增重n g，则AlN的质量分数是

(41n)/(17m)×100%

(41n)/(17m)×100%

．

Answer 1

（1）反应Al₂O₃+N₂+3C (高温.)/()2AlN+3CO中，氮元素化合价从0价变化为-3价，化合价降低做氧化剂，碳元素化合价从0价变化为+2价做还原剂；
故答案为：N₂ ；
（2）检验生成产物中含有NH₄⁺，取少量样品于试管中，滴加稀H₂SO₄至溶液呈酸性，取反应后的溶液加入足量NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝，说明存在NH₄⁺；
故答案为：取反应后的溶液加入足量NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若试纸变蓝，说明存在NH₄⁺；
（3）AlN是一种良好的耐热冲击材料，可溶解于强碱溶液生成偏铝酸钠和氨气，反应的化学方程式为：AlN+NaOH+H₂O═NH₃↑+NaAlO₂，
故答案为：AlN+NaOH+H₂O═NH₃↑+NaAlO₂；
（4）Ⅰ．若各装置连接的顺序为：A→C→F→C→D→E，称量D的质量，按顺序组装仪器，检查装置的气密性，将试样放入锥形瓶中，装置中的空气需要赶净，把样品溶于稀硫酸完全反应，利用氮气把生成的甲烷全部赶到F装置反应，CH₄与CuO发生反应：CH₄+4CuO(△.)/()CO₂+2H₂O+4Cu，减少测定误差，所以需要补充的步骤为：④缓缓鼓入一定量的N₂；③点燃F酒精灯；②从分液漏斗缓缓滴入稀硫酸，直到不再产生气体时为止；操作④缓缓鼓入一定量的N₂，把装置中的空气排净，防止爆炸；
故答案为：④→③→②；将装置中的空气排尽，防止爆炸；
Ⅱ．为测定AlN的含量，分析AlN能够水解生成氢氧化铝和氨气，氨气是碱性气体，用碱石灰吸收水蒸气后再用浓硫酸吸收氨气，称重计算，所以装置连接为B-D-C；若试样为mg，测得C增重ng为氨气的质量，样品中AlN的质量分数=((ng)/(17g/mol)×41g/mol)/(mg)×100%=(41n)/(17m)×100%；
故答案为：B、D、C； (41n)/(17m)×100%