Question

6．氮化鋁（AlN）是一種新型無(wú)機(jī)材料，而鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類(lèi)有色金屬結(jié)構(gòu)材料．試回答下列問(wèn)題：
（1）某氮化鋁（AlN）僅含有Al₂O₃雜質(zhì)．稱(chēng)取10.00g樣品，將其加入過(guò)量的NaOH濃溶液中共熱并蒸干，AlN跟NaOH溶液反應(yīng)生成NaAlO₂，并放出氨氣3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
①上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑；
②該樣品中的A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為61.5%．
（2）某含鋁90%的鋁合金3.0g跟160mL 3mol/L 的鹽酸充分反應(yīng)，（合金中其他成分與酸不發(fā)生反應(yīng)）過(guò)濾后除去雜質(zhì)，將濾液稀釋到1000mL，取出10mL，加入0.3mol/L 的氨水，使鋁離子完全沉淀．則使10mL溶液中的鋁離子完全沉淀，至少需消耗氨水多少mL？

Answer 1

分析 （1）①由題目信息可知，由于AlN跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO₂、并放出NH₃，根據(jù)元素守恒可知有水參加反應(yīng)，據(jù)此配平書(shū)寫(xiě)反應(yīng)方程式；
②根據(jù)氮元素守恒計(jì)算10g樣品中含有AlN的物質(zhì)的量，根據(jù)m=nM計(jì)算AlN的質(zhì)量，再根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計(jì)算；
（2）反應(yīng)后的溶液中加入氨水，使Al³⁺恰好完全沉淀，反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為NH₄Cl，根據(jù)氯離子守恒可知n（NH₄Cl）=n（HCl），再根據(jù)N原子守恒計(jì)算n（NH₃），進(jìn)而計(jì)算消耗氨水的體積．

解答 解：（1）①由于AlN跟氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成NaAlO₂、并放出NH₃，根據(jù)元素守恒可知有水參加反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑，
故答案為：AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑；
②生成NH₃的物質(zhì)的量為$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mol，根據(jù)氮元素守恒可知10g樣品中含有AlN的物質(zhì)的量為0.15mol，質(zhì)量為0.15mol×41g/mol=6.15g，該樣品中的AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{6.15g}{10g}$×100%=61.5%，
故答案為：61.5%；
（2）濾液稀釋到1000mL，取出稀釋液10mL，加入0.3mol•L^-1的氨水使Al³⁺恰好完全沉淀，反應(yīng)后的溶液中溶質(zhì)為NH₄Cl，根據(jù)氯離子守恒可知n（NH₄Cl）=n′（HCl）=0.48mol×$\frac{10mL}{1000mL}$=0.0048mol，再根據(jù)N原子守恒可知n（NH₃）=0.0048mol，
故需要氨水的體積=$\frac{0.0048mol}{0.3mol/L}$=0.016L=16mL，
答：需要氨水16mL．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算，題目難度中等，注意把握過(guò)量計(jì)算與守恒思想的應(yīng)用，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．