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。

（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