题目内容

5.氮化铝(AlN)具有耐高温、抗冲击、导热性好等优良性质,被广泛应用于电子工业、陶瓷工业等领域.在一定条件下,氮化铝可通过如下反应合成:Al2O3+N2+3C $\stackrel{高温}{?}$2AlN+3CO,下列叙述正确的是(  )
A.在氮化铝的合成反应中,N2是还原剂,Al2O3氧化剂
B.上述反应中每生成2molAlN,N2得到3mol电子
C.氮化铝中氮元素的化合价为-3
D.氮化铝是铝合金中的一种

分析 A.Al2O3+N2+3C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2AlN+3CO中,N元素化合价降低,N2为氧化剂,C元素化合价升高,C为还原剂;
B.结合元素化合价的变化和化学方程式定量关系计算电子转移的数目;
C.元素化合价代数和为0计算元素化合价;
D.氮化铝是一种共价化合物;

解答 解:A.在氮化铝的合成反应中,N2是氧化剂,Al2O3既不是氧化剂,也不是还原剂,故A错误;
B.上述反应中N元素化合价由0价降低到-3价,每生成2mol AlN,N2得到6mol电子,故B错误;
C.由化合价代数和为0可知,氮化铝中铝元素化合价为+3价,氮元素的化合价为-3,故C正确;
D.氮化铝是化合物,而铝合金中的铝是单质,故D错误;
故选C.

点评 本题考查氧化还原反应,题目难度不大,注意把握元素化合价的判断,从化合价变化的角度分析,题目侧重于相关概念的考查.

练习册系列答案
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14.某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究.
(1)提出假设
①该反应的气体产物是CO2
②该反应的气体产物是CO.
③该反应的气体产物是CO2、CO的混合物.
(2)设计方案
如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比.

(3)查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应.实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气.请写出该反应的离子方程式:NH4++NO2-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$N2↑+2H2O.
(4)实验步骤
①按图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气.冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g.
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为步骤②中是为了排尽空气;步骤④是为了赶出所有的CO2,确保完全吸收.
(5)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:2C+Fe2O3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Fe+CO↑+CO2↑.
(6)实验优化  学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善.
①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是氢氧化钡的溶解度大,浓度大,使二氧化碳被吸收的更完全,碳酸钡的相对原子质量大于碳酸钙的,称量时相对误差小.
②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善:在尾气口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置.

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