Question

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+3C2AlN+3CO由于反應不完全，氮化鋁產(chǎn)品中往往含有碳和氧化鋁雜質。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10.00 g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3.36 L（標準狀況）。

①上述反應的化學方程式為______________________________。

②該樣品中的AlN的質量分數(shù)為_________________________。

(2)另取10.00 g樣品置于反應器中，通入2.016 L（標準狀況）O₂，在高溫下充分反應后測得氣體的密度為1.34 g·L^-1（已折算成標準狀況，AlN不跟O₂反應）。該樣品中含雜質碳_________g。

Answer 1

解析：（1）設10 g樣品中含AlN的質量為x，則由

  AlN+NaOH+H₂O====NaAlO₂+NH₃↑

41 g                                         22.4 L

  x                                            3.36 L

樣品中AlN的質量分數(shù)為：

 

(2)通入氧氣的物質的量為：n(O₂)==0.09 mol，所得氣體的平均相對分子質量為：1.34 g·L^-1×22.4 L·mol^-1=30.00 g·mol^-1＜32 g·mol^-1，故所得氣體必為CO和CO₂的混合物，設CO、CO₂的物質的量分別為x、y，則根據(jù)氧原子守恒有

x+2y=0.09×2 mol                                                              ①

又根據(jù)平均摩爾質量的概念有：

                                  ②

解①②得：x=0.14 mol,y=0.02 mol,10 g該樣品中含雜質碳的質量為：

12 g·mol^-1×(0.14 mol+0.02 mol)=1.92 g

答案：（1）①AlN+NaOH+H₂O====NaAlO₂+NH₃↑  ②61.5%

(2)1.92