Question

15．超細氮化鋁粉末被廣泛應用于大規(guī)模集成電路生產等領域．其制取原理為：
Al₂O₃+N₂+3C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2AlN+3CO，由于反應不完全，氮化鋁產品中往往含有雜質．現(xiàn)取本實驗產品進行如下兩個實驗：
（1）將該產品于過量的NaOH濃溶液反應，經(jīng)測定有氨氣生成，寫出此實驗所發(fā)生的所有可能的化學方程式AlN+NaOH+H₂O═NaAlO₂+NH₃↑，Al₂O₃ +2NaOH═2 NaAlO₂ +H₂O；
（2）取該產品12.00g置于反應器中，通入標準狀況下6.048L O₂（過量），在高溫下充分反應后測得氣體的密度為1.50g•L^-1（已折算成標準狀況，AlN不跟O₂反應）．則此實驗可確認該產品中含有的雜質是C或炭，該雜質的質量分數(shù)為3.6%（結果保留小數(shù)點后一位）．

Answer 1

分析 （1）由于反應不完全，氮化鋁產品中往往含有雜質氧化鋁，氮化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氨氣，氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水；
（2）根據(jù)氣體產物的密度可計算出氣體產物的平均相對分子質量為33.6，氧氣過量所以生成氣體必定是O₂和CO₂混合氣體，計算氣體物質的量得到氣體質量，減去氧元素質量得到碳的質量，據(jù)此計算樣品中碳的質量．

解答 解：（1）由于反應不完全，氮化鋁產品中往往含有雜質氧化鋁，氮化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氨氣，反應的化學方程式為：AlN+NaOH+H₂O═NaAlO₂+NH₃↑，氧化鋁和氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的化學方程式為：Al₂O₃ +2NaOH═2NaAlO₂ +H₂O，
故答案為：AlN+NaOH+H₂O═NaAlO₂+NH₃↑；Al₂O₃ +2NaOH═2NaAlO₂ +H₂O；
（2）根據(jù)氣體產物的密度可計算出氣體產物的平均相對分子質量=1.50g•L^-1×22.4L/mol=33.6，氧氣過量所以生成氣體必定是O₂和CO₂混合氣體，確認該產品中含有的雜質是C，
O₂物質的量=$\frac{6.048L}{22.4L/mol}$=0.27mol
所以，氣體質量=0.27mol×33.6g/mol=9.072g，樣品中C的質量為9.072g-0.27mol×2×16g/mol=0.432g，
該雜質的質量分數(shù)=$\frac{0.432g}{12g/mol}$×100%=3.6%，
故答案為：C或炭；3.6%．

點評 該題為典型的樣品純度測驗試題，理解實驗原理是關鍵，是對所學知識的綜合運用，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力，學習中全面把握基礎知識，難度中等．