Question

4．化學(xué)在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛．請回答下列問題：
（1）工業(yè)上生產(chǎn)玻璃、水泥和煉鐵都要用到的原料是石灰石（填名稱），寫出工廠生產(chǎn)玻璃涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式SiO₂+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂↑+CaSiO₃、SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂↑+Na₂SiO₃
（2）工業(yè)上將氯氣通入石灰乳制取漂白粉，漂白粉的有效成分是Ca（ClO）₂（填化學(xué)式）
（3）超細(xì)氮化鋁粉末被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模集成電路生產(chǎn)等領(lǐng)域．其制取原理為：Al₂O₃+N₂+3C$\stackrel{高溫}{→}$2AlN+3CO  由于反應(yīng)不完全，氮化鋁產(chǎn)品中往往含有炭和氧化鋁雜質(zhì)．為測定該產(chǎn)品中A1N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
稱取10g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(yīng)生成NaAlO₂，并放出氨氣3.36L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）．
①AlN跟NaOH溶液反應(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%．

Answer 1

分析 （1）水泥的原料是粘土和石灰石，玻璃的原料是純堿、石灰石和石英；高溫下，碳酸鈉、碳酸鈣和二氧化硅反應(yīng)分別生成硅酸鈉、硅酸鈣；
（2）氯氣與石灰乳反應(yīng)生成氯化鈣和次氯酸鈣，漂白粉的有效成分為次氯酸鈣；
（3）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)此配平書寫反應(yīng)方程式；
②生成0.15molNH₃，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，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．

解答 解：（1）生產(chǎn)玻璃的原料是純堿、石灰石和石英，高溫下，碳酸鈉、碳酸鈣和二氧化硅反應(yīng)分別生成硅酸鈉、硅酸鈣；生產(chǎn)水泥以黏土和石灰石為主要原料，經(jīng)研磨、混合后在水泥回轉(zhuǎn)窯中煅燒，再加入適量石膏，并研成細(xì)粉就得到普通水泥；所以在玻璃工業(yè)、水泥工業(yè)中都用到的原料是石灰石CaCO₃；生產(chǎn)玻璃的原料是純堿、石灰石和石英，高溫下，碳酸鈉、碳酸鈣和二氧化硅反應(yīng)分別生成硅酸鈉、硅酸鈣，反應(yīng)方程式為：SiO₂+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂↑+CaSiO₃、SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂↑+Na₂SiO₃；
故答案為：石灰石； SiO₂+CaCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂↑+CaSiO₃、SiO₂+Na₂CO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂↑+Na₂SiO₃；
（2）氯氣與Ca（OH）₂反應(yīng)生成CaCl₂、Ca（ClO）₂和水，反應(yīng)的方程式為2Cl₂+2Ca（OH）₂=CaCl₂+Ca（ClO）₂+2H₂O，其中氯化鈣和次氯酸鈣的混合物為漂白粉的成分，氯化鈣無漂白作用，漂白粉的有效成分為次氯酸鈣；
故答案為：Ca（ClO）₂；
（3）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$\frac{3.36L}{22.4L/mol}$=0.15mo，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%．

點(diǎn)評 本題考查了硅酸鹽工業(yè)的原料和漂白粉的制取、有效成分等問題，并考查了混合物計(jì)算，難度中等，注意利用守恒思想進(jìn)行的計(jì)算，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．