Question

納米氧化鋁在人工晶體、微電子器件等方面有重要應用，實驗室制取納米氧化鋁方法之一是：將一定體積的0.3mol·L^－1Al(NO₃)₃溶液勻速滴加到2.0mol·L^－1 (NH₄)₂CO₃溶液中，攪拌30min，過濾、純水洗滌、乙醇洗滌、室溫真空干燥，得堿式碳酸鋁銨[化學式可表示為：(NH₄)_aAl_b(OH)_c(CO₃)_d]，然后熱分解得到納米氧化鋁。

（1）制取納米氧化鋁時勻速滴加Al(NO₃)₃溶液并不斷攪拌，其主要目的是          

                                                                       。

（2）(NH₄)_aAl_b(OH)_c(CO₃)_d中a、b、c、d的代數(shù)關系式為                         。

（3）為確定堿式碳酸鋁銨的組成，進行如下實驗：

      ①準確稱取5.560g樣品，在密閉體系中充分加熱到300℃使其完全分解且固體質(zhì)量不再變化；

    ②產(chǎn)生的氣態(tài)物質(zhì)依次通過足量濃硫酸和堿石灰裝置吸收，堿石灰裝置增重1.760g；

③最后稱得剩余固體質(zhì)量為2.040g。   

根據(jù)以上實驗數(shù)據(jù)計算堿式碳酸鋁銨樣品的化學組成（寫出計算過程）。

Answer 1

  （1）防止生成Al(OH)₃沉淀（2分）

（2）a+3b=c+2d（2分）

（3）化學式為：NH₄Al(OH)₂CO₃（共6分）

解析：n(Al₂O₃)=2.040g/102g·mol^－1=0.0200mol，n(Al³⁺)=0.0400mol。（1分）

     通過濃硫酸洗氣瓶吸收的是NH₃和H₂O，通堿石灰吸收的是CO₂

     n(CO₂)=1.760g/44g·mol^－1=0.0400mol，n(CO₃^2－)=0.0400mol。 （1分）

         根據(jù)化合物質(zhì)量為 5.560g及化合物中化合價代數(shù)和為0，列方程：

   17 n(OH^－)+ 18n(NH₄⁺)=5.560—0.0400×60—0.0400×27

         n(NH₄⁺)+0.0400×3= n(OH^－)+ 0.0400×2

         計算得n(OH^－)=0.0800 mol、n (NH₄⁺)=0.0400mol

         則n(NH₄⁺)：n(Al³⁺)：n(OH^－) ：n(CO₃^2－)=1：1：2：1

所以化學式為：NH₄Al(OH)₂CO₃

（算出CO₃^2－、Al³⁺的物質(zhì)的量各得1分， 算出NH₄⁺、OH^－的物質(zhì)的量各得2分，共6分）