Question

黏土是很多硅酸鹽產(chǎn)品的原料之一，創(chuàng)造歷史、享譽(yù)全球的景德鎮(zhèn)陶瓷就是利用了當(dāng)?shù)氐膬?yōu)質(zhì)黏土資源．請回答下列問題：
（1）黏土主要有效成分的化學(xué)式為Al₂Si₂O_x（OH）₄，其中x的值是

 

，若以氧化物形式表示，應(yīng)寫為

 

．
（2）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

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)品中有關(guān)成分的含量，進(jìn)行了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：稱取10.00g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）．
①上述反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
②該樣品中的AlN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

．

Answer 1

分析：（1）據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為0，利用高嶺土的化學(xué)式Al₂Si₂O_x（OH）₄，由Al、Si、O、OH^-分別為+3、+4、-2、-1價(jià)計(jì)算化合物中x的值；根據(jù)化學(xué)式改寫成相應(yīng)的氧化物得形式，按照活潑金屬氧化物．較活潑金屬氧化物，SiO₂．H₂O得順序來書寫，并要遵守原子守恒來分析解答；
（2）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）依據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為0，則有（+3）×2+（+4）×2+（-2）×x+（-1）×4=0，x=5；鋁的氧化物為Al₂O₃，硅的氧化物為SiO₂，氫的氧化物為H₂O，則根據(jù)活潑金屬氧化物．較活潑金屬氧化物．SiO₂．H₂O得順序可知，[Al₂Si₂O₅（OH）₄]可改成Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O，
故答案為：5；Al₂O₃.2SiO₂.2H₂O；
（2）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

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

6.15g

10g

×100%=61.5%，
故答案為：61.5%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查較為綜合，主要考查了復(fù)雜化合物改寫氧化物、混合物計(jì)算等知識(shí)，方程式的書寫需確定反應(yīng)原理，
氧化物的改寫需遵循原子守恒定律，混合物計(jì)算需注意利用守恒思想進(jìn)行的計(jì)算，題目難度中等．