13．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炭和氧化铝杂质。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10.00g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3.36L(标准状况)。

①上述反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　 ；

②该样品中的A1N的质量分数为　　　　　　　　 ；

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

第33课时 (A卷)答案与讲析

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12．纳米材料是指由极细晶粒组成，纳米粒子是指直径为1-100nm的超细粒子。纳米材料在催化、光学、磁性力学等方面具有许多奇异的性能。有一种第ⅢA-VA族元素的二元化合物纳米粒子，由元素M和元素A组成。制备这种纳米粒子的方法是：在真空的容器中用电阻丝加热，首先发生M的单质与Fe₃O₄粉末的置换反应，利用该反应放出的热引发化合物X与化合物Y的反应，从而制得纳米粒子。巳知：X由元素M和元素B组成，Y由元素N和元素A组成。M、N、A、B均为同一短周期元素，且原于序数均为奇数。试回答：

(1)M和Fe₃O₄发生反应的化学方程式为：

(2)制取这种纳米粒子的化学反应方程式为：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　(3)用这种方法制取纳米粒子都必须在真空的容器中或惰性气氛中进行，其原因是：　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。　　

11．随着材料科学的发展，金属钒及其化合物得到了越来越广泛的应用，并被誉为“合金的维生素”。已知钒的原子序数是23，回答下列问题：

(1)钒被认为是一种稀土元素，广泛分散于各种矿物中。钾钒铀矿中的钒原于是最外层已达8电子稳定结构，其化学式为K₂H₆U₂V₂O₁₅，若用氧化物的形式表示，该化合物的化学式为　 　　　　　　　　　　　　　　　　　；

(2)测定钒含量的方法是先把钒转化成V₂O₅，V₂O₅在酸性溶液里转变成VO₂⁺，再用盐酸、硫酸亚铁、草酸等测定钒。总反应可表示为：

　 VO₂⁺+H₂C₂O₄　 VO⁺+CO₂+H₂O(未配平)

其中的还原剂是　　　　　 。若消耗0.9mol草酸，所对应钒元素的质量是　　　　　 g。

10．工业上常用Na制备钛、锆、铌、钽等。如制钛，常用如下反应步骤；

(1)用90%浓H₂SO₄溶解钛铁矿(FeTiO₃)，反应式为：FeTiO₃+3 H₂SO₄＝FeSO₄+Ti(SO₄)₂ +3H₂O。

在除去不溶性杂质后，结晶析出FeSO₄·7H₂O时，为保持较高的酸度不能加水，其原因可能是　　　　　　　

A．防止Fe²⁺被氧化　　　

B．防止Ti(SO₄)₂水解

C．减少FeSO₄·7H₂O的溶解量　　

D．减少Ti(SO₄)₂的溶解量

(2)在除去杂质后，又需加大量水稀释以降低酸度，同时加热以生成TiO(OH)₂沉淀，过滤，将TiO(OH)₂加热分解即得钛白粉(TiO₂)。除杂后加水稀释和加热的目的是　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(3)在高温HCl气流中，TiO₂可转化为TiCl₄，反应方程式为：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)将TiCl₄与Na共熔即可得Ti，反应式为　　　　　　

　　　　　　　　　　 ，若用TiCl₄溶液与Na反应制Ti，不能达到预期目的，原因是　　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。　　

9．已知有关物质的熔沸点数据如下表：

请参考上述数据回答下列问题：

工业上常用电解熔融MgCl₂的方法生产金属镁，电解Al₂O₃与冰晶石熔融混合物的方法生产铝。为什么不用电解MgO的方法生产镁?理由是　　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

为什么不用电解AlCl₃的方法生产铝?理由是　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

8．现用一包可能由镁、铝、铁、铜、银几种金属组成的混合物进行如下实验：

(1)该混合物和过量的金属钾一起投入足量的水里立即有气体产生，反应停止后发现有少量残留固体。

(2)向上述固、液混合物逐滴加入盐酸，发现有白色沉淀产生，当盐酸滴加至过量时，沉淀部分消失伴有气体逸出，这时溶液显浅绿色。

(3)向(2)所得固、液混合物中加入足量稀硝酸，加热，发现残留固体溶解，最终得到澄清的溶液。

问：(1)上述混合物中一定存在的金属是　　　　　 ，一定不存在的金属是 　　　　　　　　　，可能存在的金属是　　　　　　　　　　 。

(2)写出上述实验过程中所有肯定发生的化学方程式。

7．将5 g某金属加入100mL4mol·L^-1的硫酸溶液中，当硫酸浓度降到原浓度的一半时(设溶液体积不变)，金属还没有全部溶解，该金属可能是(　 )

A．铝　　 B．锌　　 C．铁　　 D．镁

6．将ag锌粉、A1粉、Mg粉的混合物与一定量的溶质质量分数为25%的稀硫酸恰好完全反应，加热蒸发水分后得固体bg(不含结晶水)，则反应生成的H₂质量是(　 )

　 A．(b-a)g　　　　　　 B．(a-b)g

　 C．(b-a)/48g　　　　　 D．无法计算

5．当燃烧镁和某金属组成的合金时，所形成的氧化物的质量为反应前合金质量的2倍，则另一金属可能是(　 　)　　

A．铜　　 B．铍　　 C．钠　　 D．铝

4．所谓合金，就是不同种金属(包括一些非金属)在熔化状态下形成的一种熔合物或冷却后的固体，如下表中金属最难与表中其他金属形成二元合金的元素是(　 )

A．Zn　　　 B．Fe　　　 C．W　　　 D．Ag