Question

17．超細(xì)氮化鋁粉末被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路生產(chǎn)等領(lǐng)域．其制取原理為：Al₂O₃+N₂+3C$\stackrel{高溫}{→}$2AlN+3CO由于反應(yīng)不完全，氮化鋁產(chǎn)品中往往含有炭和氧化鋁雜質(zhì)．為測定該產(chǎn)品中有關(guān)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(yīng)生成NaAlO₂，并放出氨氣3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
①上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑；
②該樣品中的A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為61.5%．
（2）另取10.00g樣品置于反應(yīng)器中，通入2.016L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）O₂，在高溫下充分反應(yīng)后測得氣體的密度為1.34g•L^-1（已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況，AIN不跟O₂反應(yīng)）．該樣品中含雜質(zhì)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(yīng)生成NaAlO₂、并放出NH₃，根據(jù)元素守恒可知有水參加反應(yīng)，據(jù)此配平書寫反應(yīng)方程式；
②根據(jù)氮元素守恒計算10g樣品中含有AlN的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計算AlN的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算；
（2）氣體產(chǎn)物的平均摩爾質(zhì)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(zhì)的量之比，再根據(jù)氧原子守恒計算CO和CO₂的物質(zhì)的量，根據(jù)碳元素守恒計算碳的質(zhì)量．

解答 解：（1）①由于AlN跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO₂、并放出NH₃，根據(jù)元素守恒可知有水參加反應(yīng)，其反應(yīng)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(zhì)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(zhì)的量為0.15mol，質(zhì)量為0.15mol×41g/mol=6.15g，該樣品中的AlN的質(zhì)量分?jǐn)?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(zhì)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(zhì)的量之比為（44-30）：（30-28）=7：1，氧氣的物質(zhì)的量為$\frac{2.016L}{22.4L/mol}$=0.09mol，設(shè)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(zhì)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(cè)重考查學(xué)生分析計算能力，注意利用守恒思想進行的計算．