新能源汽車越來越受到人們的青睞,某新能源汽車定位系統(tǒng)微電腦控制器應用了一種新型無機非金屬材料氮化鋁(AlN)。
Ⅰ.氮化鋁(AlN)的制備
(1)NH4Cl作為添加劑,受熱分解產(chǎn)生NH3和HCl氣體,其化學方程式為 NH4Cl △ NH3↑+HCl↑NH4Cl △ NH3↑+HCl↑。
(2)反應前先通N2,目的是 排盡裝置中的空氣,以免鋁粉和氧氣反應(生成氧化鋁雜質(zhì))排盡裝置中的空氣,以免鋁粉和氧氣反應(生成氧化鋁雜質(zhì))。
(3)如圖1,10001000℃時,產(chǎn)物中AlN純度最高。如圖2可以推斷最佳保溫時長為3小時而不是4小時的理由是 保溫3小時后,合成產(chǎn)物中含氮量不會再明顯增加(或變化不大),繼續(xù)保溫,浪費能量保溫3小時后,合成產(chǎn)物中含氮量不會再明顯增加(或變化不大),繼續(xù)保溫,浪費能量。
Ⅱ.AlN的質(zhì)量分數(shù)測定
在生產(chǎn)過程中,氮化鋁樣品中常含有少量的氧化鋁雜質(zhì)。某小組同學用如圖裝置組合來進行相關實驗。
已知:①AlN+NaOH+H2O═NaAlO2+NH3↑
②Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O
(4)圖中C裝置中球形干燥管的作用 防倒吸防倒吸。
(5)實驗過程中打開分液漏斗活塞,緩慢滴加NaOH濃溶液至不再產(chǎn)生氣體為止,緩慢滴加的原因 防止氨氣來不及被濃硫酸吸收防止氨氣來不及被濃硫酸吸收。
(6)不再產(chǎn)生氣泡后打開K1,向裝置內(nèi)緩慢通入氮氣一段時間。通入氮氣的目的是 使A、B裝置及導管中滯留的氨氣被濃硫酸吸收使A、B裝置及導管中滯留的氨氣被濃硫酸吸收。
(7)反應前整個C裝置的質(zhì)量為200.2克,反應后整個C裝置的質(zhì)量為203.6克,樣品的質(zhì)量為9.0克,計算樣品中AlN的質(zhì)量分數(shù) 91.1%91.1%。(寫下計算過程,保留到0.1%)
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【答案】NH4Cl NH3↑+HCl↑;排盡裝置中的空氣,以免鋁粉和氧氣反應(生成氧化鋁雜質(zhì));1000;保溫3小時后,合成產(chǎn)物中含氮量不會再明顯增加(或變化不大),繼續(xù)保溫,浪費能量;防倒吸;防止氨氣來不及被濃硫酸吸收;使A、B裝置及導管中滯留的氨氣被濃硫酸吸收;91.1%
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【解答】
【點評】
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