問題詳情:
氮化鋁(室溫下與水緩慢反應)是一種新型無機材料,廣泛應用於集成電路生產領域。化學研究小組同學按下列流程製取氮化鋁並測定所得產物中AlN的質量分數。
己知:AlN+NaOH+3H2O=Na[Al(OH)4]+NH3↑。
回答下列問題:
(1)檢查裝置氣密*,加入*品,開始實驗。最先點燃___(“A”、“C”或“E”)處的酒精燈或酒精噴燈。
(2)裝置A中發生反應的離子方程式爲___,裝置C中主要反應的化學方程式爲___,製得的AlN中可能含有氧化鋁、活*炭外還可能含有___。
(3)實驗中發現氮氣的產生速率過快,嚴重影響尾氣的處理。實驗中應採取的措施是___(寫出一種措施即可)。
(4)稱取5.0g裝置C中所得產物,加入NaOH溶液,測得生成氨氣的體積爲1.68 L(標準狀況),則所得產物中AlN的質量分數爲___。
(5)也可用鋁粉與氮氣在1000℃時反應制取AlN。在鋁粉中添加少量NH4Cl固體並充分混合,有利於AlN的製備,共主要原因是___。
【回答】
A NH4++ NO2-N2↑+2H2O Al2O3 +N2+3C 2AlN +3CO Al4C3 減緩亞***的滴加速度或降低A處酒精燈加熱的溫度 61.5% NH4Cl受熱分解生成氨氣和*化*,*化*破壞了Al表面的氧化膜,便於Al快速反應
【分析】
⑴A裝置製取氮氣,濃硫*乾燥,氮氣排除裝置內的空氣,反之Al反應時被空氣氧化。
⑵根據氧化還原反應寫出A、C的反應式,利用物質之間的反應推出C中可能出現的產物。
⑶從影響反應速率的因素思考減緩氮氣生成速率。
⑷根據關係得出AlN的物質的量,計算產物中的質量分數。
⑸*化銨在反應中易分解,生成的HCl在反應中破壞了Al表面的氧化膜,加速反應。
【詳解】
⑴A處是製取氮氣的反應,可以排除裝置內的空氣,反之反應時Al被氧氣氧化,因此最先點燃A處的酒精燈或酒精噴燈,故*爲A。
⑵裝置A是製取氮氣的反應,A中發生反應的離子方程式爲NH4++ NO2- N2↑+2H2O,裝置C中主要反應的化學方程式爲Al2O3 +N2+3C 2AlN +3CO,製得的AlN中可能含有氧化鋁、活*炭外還可能是Al和C形成的化合物Al4C3,故*爲NH4++ NO2- N2↑+2H2O;Al2O3 +N2+3C 2AlN +3CO;Al4C3。
⑶實驗中發現氮氣的產生速率過快,嚴重影響尾氣的處理,減緩氮氣的生成速度採取的措施是減緩亞***的滴加速度或降低A處酒精燈加熱的溫度,故*爲減緩亞***的滴加速度或降低A處酒精燈加熱的溫度。
⑷生成氨氣的體積爲1.68 L即物質的量爲0.075mol,根據方程式關係得出AlN的物質的量爲0.075mol,則所得產物中AlN的質量分數爲,故*爲61.5%。
⑸在鋁粉中添加少量NH4Cl固體並充分混合,有利於AlN的製備,可能是NH4Cl受熱分解生成氨氣和*化*,*化*破壞了Al表面的氧化膜,從而Al直接和氮氣反應,因此其主要原因是NH4Cl受熱分解生成氨氣和*化*,*化*破壞了Al表面的氧化膜,故*爲NH4Cl受熱分解生成氨氣和*化*,*化*破壞了Al表面的氧化膜,便於Al快速反應。
知識點:離子反應
題型:實驗,探究題