Question

超細氮化鋁粉末被廣泛應用于大規模集成電路生產等領域。其制取原理為：

Al₂O₃+N₂+3C2AlN+3CO↑

由于反應不完全，氮化鋁產品中往往含有碳和氧化鋁雜質。為測定該產品中有關成分的含量，進行了以下兩個實驗：

（1）稱取20.00 g樣品，將其加入過量的NaOH濃溶液中共熱并蒸干，AlN跟NaOH溶液反應生成NaAlO₂，并放出氨氣6.72 L（標準狀況）。

①上述反應的化學方程式為_____________________________________________________；

②該產品中AlN的質量分數為_______________________________。

(2)另取10.00 g樣品置于反應器中，通入2.016 L（標準狀況）O₂，在高溫下充分反應后測得氣體的密度為1.34 g·L^-1（已折算成標準狀況，AlN不跟O₂反應）。該產品中含雜質碳__________g。(此問需寫出計算過程)

Answer 1

（1）①AlN+NaOH+H₂O====NaAlO₂+NH₃↑

②61.5%

(2)m(C)=1.92 g  計算過程見解析。

解析:

（2）O₂+2C2CO  O₂+CCO₂

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

28＜30.0＜44

即M_r(CO)＜（氣體）＜M_r(CO₂)

故反應后得到的氣體是CO和CO₂的混合氣體。

設混合氣體中CO₂的物質的量為x，CO的物質的量為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