Question

17．超細氮化鋁粉末被廣泛應用于大規(guī)模集成電路生產(chǎn)等領域．其制取原理為：Al₂O₃+N₂+3C$\stackrel{高溫}{→}$2AlN+3CO由于反應不完全，氮化鋁產(chǎn)品中往往含有炭和氧化鋁雜質．為測定該產(chǎn)品中有關成分的含量，進行了以下兩個實驗：
（1）稱取10.00g樣品，將其加入過量的NaOH濃溶液中共熱并蒸干，AlN跟NaOH溶液反應生成NaAlO₂，并放出氨氣3.36L（標準狀況）．
①上述反應的化學方程式為AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑；
②該樣品中的A1N的質量分數(shù)為61.5%．
（2）另取10.00g樣品置于反應器中，通入2.016L（標準狀況）O₂，在高溫下充分反應后測得氣體的密度為1.34g•L^-1（已折算成標準狀況，AIN不跟O₂反應）．該樣品中含雜質炭1.92g．

Answer 1

分析 （1）①由題目信息可知，由于AlN跟氫氧化鈉溶液反應生成NaAlO₂、并放出NH₃，根據(jù)元素守恒可知有水參加反應，據(jù)此配平書寫反應方程式；
②根據(jù)氮元素守恒計算10g樣品中含有AlN的物質的量，根據(jù)m=nM計算AlN的質量，再根據(jù)質量分數(shù)定義計算；
（2）氣體產(chǎn)物的平均摩爾質量=1.34g•L^-1×22.4L/mol=30g/mol，氧氣不足，生成氣體是CO和CO₂混合氣體，計算二者物質的量之比，再根據(jù)氧原子守恒計算CO和CO₂的物質的量，根據(jù)碳元素守恒計算碳的質量．

解答 解：（1）①由于AlN跟氫氧化鈉溶液反應生成NaAlO₂、并放出NH₃，根據(jù)元素守恒可知有水參加反應，其反應方程式為：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑，
故答案為：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑；
②生成NH₃的物質的量為$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，根據(jù)氮元素守恒可知10g樣品中含有AlN的物質的量為0.15mol，質量為0.15mol×41g/mol=6.15g，該樣品中的AlN的質量分數(shù)為$\frac{6.15g}{10g}$×100%=61.5%，
故答案為：61.5%；
（2）氣體產(chǎn)物的平均摩爾質量=1.34g•L^-1×22.4L/mol=30g/mol，氧氣不足，生成氣體是CO和CO₂混合氣體，CO與CO₂的物質的量之比為（44-30）：（30-28）=7：1，氧氣的物質的量為$\frac{2.016L}{22.4L/mol}$=0.09mol，設CO₂為y mol，由氧原子守恒：7y+2y=0.09×2，解得x=0.02，故碳元素質量為（0.02mol+0.02mol×7）×12g/mol=1.92g，
故答案為：1.92．

點評 本題考查混合物計算，難度中等，側重考查學生分析計算能力，注意利用守恒思想進行的計算．