Question

超细氮化铝粉末被广泛应用于大规模集成电路生产等领域。其制取原理为：Al₂O₃+N₂+3C2AlN+3CO由于反应不完全，氮化铝产品中往往含有碳和氧化铝杂质。为测定该产品中有关成分的含量，进行了以下两个实验：

（1）称取10.00 g样品，将其加入过量的NaOH浓溶液中共热并蒸干，AlN跟NaOH溶液反应生成NaAlO₂,并放出氨气3.36 L（标准状况）。

①上述反应的化学方程式为______________________________。

②该样品中的AlN的质量分数为_________________________。

(2)另取10.00 g样品置于反应器中，通入2.016 L（标准状况）O₂，在高温下充分反应后测得气体的密度为1.34 g·L^-1（已折算成标准状况，AlN不跟O₂反应）。该样品中含杂质碳_________g。

Answer 1

解析：（1）设10 g样品中含AlN的质量为x，则由

  AlN+NaOH+H₂O====NaAlO₂+NH₃↑

41 g                                         22.4 L

  x                                            3.36 L

样品中AlN的质量分数为：

 

(2)通入氧气的物质的量为：n(O₂)==0.09 mol，所得气体的平均相对分子质量为：1.34 g·L^-1×22.4 L·mol^-1=30.00 g·mol^-1＜32 g·mol^-1，故所得气体必为CO和CO₂的混合物，设CO、CO₂的物质的量分别为x、y，则根据氧原子守恒有

x+2y=0.09×2 mol                                                              ①

又根据平均摩尔质量的概念有：

                                  ②

解①②得：x=0.14 mol,y=0.02 mol,10 g该样品中含杂质碳的质量为：

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