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20.00 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6.72 L（标准状况）。

①上述反应的化学方程式为_____________________________________________________；

②该产品中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）。该产品中含杂质碳__________g。(此问需写出计算过程)

Answer 1

（1）①AlN+NaOH+H₂O====NaAlO₂+NH₃↑

②61.5%

(2)m(C)=1.92 g  计算过程见解析。

解析:

（2）O₂+2C2CO  O₂+CCO₂

（气体）=1.34 g·L^-1×22.4 L·mol^-1=30.0 g·mol^-1

28＜30.0＜44

即M_r(CO)＜（气体）＜M_r(CO₂)

故反应后得到的气体是CO和CO₂的混合气体。

设混合气体中CO₂的物质的量为x，CO的物质的量为y。

2x+y=×2  （氧原子守恒）

=30.0 g·mol^-1

解得：x=0.02 mol  y=0.14 mol

所以：m(C)=12 g·mol^-1×(0.02 mol+0.14 mol)=1.92 g