【題目】AlN新型材料應用前景廣泛,其制備與性質研究成為熱點。
相關數(shù)據(jù)如下:
物質 | 熔點/℃ | 沸點/℃ | 與N2反應溫度/℃ | 相應化合物分解溫度/℃ |
Al | 660 | 2467 | >800 | AlN:>2000 (>1400升華) AlCl3:(>181升華) |
Mg | 649 | 1090 | >300 | Mg3N2:>800 |
(1)AlN的制備。
① 化學氣相沉積法。
Ⅰ.一定溫度下,以AlCl3氣體和NH3為原料制備AlN,反應的化學方程式是____________________。
Ⅱ.上述反應適宜的溫度范圍是______℃(填字母)。
a.75~100 b.600~1100 c.2000~2300
② 鋁粉直接氮化法。
Al與N2可直接化合為AlN固體,AlN能將Al包裹,反應難以繼續(xù)進行?刂茰囟龋Al粉中均勻摻入適量Mg粉,可使Al幾乎全部轉化為AlN固體。該過程發(fā)生的反應有:__________________、_________和2Al + N2 2AlN。
③碳熱還原法。
以Al2O3、C(石墨)和N2為原料,在高溫下制備AlN。
已知:ⅰ. 2Al2O3(s) 4Al(g) + 3O2(g) H 1 =+3351 kJ·mol-1
ⅱ. 2C(石墨,s) + O2(g) = 2CO(g) H 2 =-221 kJ·mol-1
ⅲ. 2Al(g) + N2(g) = 2AlN(s) H 3 =-318 kJ·mol-1
運用平衡移動原理分析反應ⅱ對反應ⅰ的可能影響:______________________________________。
(2)AlN的性質。AlN粉末可發(fā)生水解。相同條件下,不同粒徑的AlN粉末水解時溶液pH的變化如圖所示。
① AlN粉末水解的化學方程式是____________________________________。
② 解釋t1-t2時間內兩條曲線差異的可能原因:_______________________________。
(3)AlN含量檢測。向a g AlN樣品中加入足量濃NaOH溶液,然后通入水蒸氣將NH3全部蒸出,將NH3用過量的v1 mL c1 mol·L-1 H2SO4溶液吸收完全,剩余的H2SO4用v2 mL c2 mol·L-1 NaOH溶液恰好中和,則樣品中AlN的質量分數(shù)是________________________________。
【答案】AlCl3 + NH3=AlN + 3HCl b 3Mg + N2Mg3N2 Mg3N23Mg + N2 反應ⅱ能降低氧氣濃度,有利于反應ⅰ正向移動 AlN + 4H2O = Al(OH)3 + NH3·H2O 粒徑較小的AlN表面積大,水解反應速率較大
【解析】
(1) ①Ⅰ.氣體和制備不是氧化還原反應,根據(jù)元素守恒配平即可;
Ⅱ.根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷;
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),大于300℃,鎂和氮氣反應,大于800℃氮化鎂會分解;
③反應ⅱ能消耗氧氣,反應ⅰ生成氧氣;
(2)①氮化鋁水解產生氫氧化鋁和一水合氨;
②反應速率和接觸面積有關;
(3)首先計算消耗硫酸的物質的量,氨氣和硫酸按照2:1反應,得出氨氣的物質的量,根據(jù)氮元素守恒,得到氮化鋁的物質的量,然后計算質量分數(shù)。
(1) ①Ⅰ.氣體和制備 ,反應的化學方程式是,
答案為:;
Ⅱ.根據(jù)表中數(shù)據(jù),要保證為氣體,需要溫度大于181℃,排除a,大于2000℃會分解, 排除c,
故答案選b;
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),大于300℃,鎂和氮氣反應,大于800℃氮化鎂會分解,
故答案為:;;
③反應ⅱ能消耗氧氣,反應ⅰ生成氧氣,故反應ⅱ能促進反應ⅰ正向進行,
答案為:反應ⅱ能降低氧氣濃度,有利于反應ⅰ正向移動;
(2)①氮化鋁水解產生氫氧化鋁和一水合氨,
故答案為: ;
②由圖像可以看出兩條曲線的反應速率是不同的,反應速率和接觸面積有關,
故答案為:粒徑較小的AlN表面積大,水解反應速率較大;
(3)消耗硫酸的物質的量為:,氨氣和硫酸按照2:1反應,故氨氣的物質的量為:,根據(jù)氮元素守恒,氮化鋁的物質的量也是,故樣品中氮化鋁的質量分數(shù)為,
故答案為:。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】為探究SO2與Fe3+間是否發(fā)生氧化還原反應,按如圖裝置進行實驗(夾持、加熱儀器略),下列說法正確的是( )
A.A中的反應僅體現(xiàn)了濃硫酸的氧化性
B.試劑a為飽和NaHCO3溶液
C.C中溶液pH降低,證明Fe3+氧化了SO2
D.檢驗C中的溶液含有Fe2+,證明Fe3+氧化了SO2
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗是化學學科的一種重要學習手段,硫代硫酸鈉是一種重要的化工產品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.(查閱資料)
(1)Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體,易溶于水,其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得產品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3難溶于水,可溶于稀HCl。
Ⅱ.(產品制備)實驗裝置如圖所示(省略夾持裝置):
實驗步驟:
(1)組裝好儀器后,接下來應該進行的實驗操作是______,儀器a的名稱是______________;E中的試劑是____________(選填下列字母編號),作用是___________________。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.飽和NaHSO3溶液
(2)按圖示加入試劑。
(3)已知Na2S2O3·5H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大,待Na2S和Na2CO3完全消耗后,結束反應。過濾C中混合物,濾液經______(填操作方法)、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥,得到產品,過濾時用到的玻璃儀器有_______________。
Ⅲ.(探究與反思)
(1)為驗證產品中含有Na2SO3和Na2SO4,該小組設計了以下實驗方案,請將方案補充完整。(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸餾水中選擇)取適量產品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,是否說明一定有Na2SO4,__(填“是”或“否”),過濾,向白色沉淀中加入足量稀鹽酸,如果產品中含有Na2SO3和Na2SO4,則加入稀鹽酸產生的現(xiàn)象是______;
(2)為減少裝置C中生成Na2SO4的量,應該先打開______(填“A”或“C”)裝置上的活塞。
(3)所得粗產品可以通過_________________方法提純(填操作名稱)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】實驗室制備溴苯可用如圖所示的裝置,填寫下列空白:
(1)關閉F夾,打開C夾,在裝有少量苯的三口燒瓶中由A口加入少量溴,再加入少量鐵屑,塞住A口,反應一段時間制的溴苯。溴苯是一種密度比水 (填”小”或”大”)的無色液體,在實驗中因為 而顯褐色。則三口燒瓶中發(fā)生反應的化學方程式為___ __和__ _。
(2)D、E試管內出現(xiàn)的現(xiàn)象為_____________________________________。
(3)待三口燒瓶中的反應進行到仍有氣泡冒出時松開F夾,關閉C,可以看到的現(xiàn)象是__________________。
(4)三口燒瓶中的溴苯經過下列步驟分離提純:
①向三口燒瓶中加入10 mL水,然后過濾除去未反應的鐵屑;
②濾液依次用10 mL水、8 mL10%的NaOH溶液、10 mL水洗滌。NaOH溶液洗滌的作用是______________________;
③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣,靜置、過濾。加入氯化鈣的目的是___。
(5)經過上述分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質為_____________,要進一步提純,下列操作中必須的是_______(填入正確選項前的字母):
A.重結晶 B.過濾 C.蒸餾 D.萃取
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某小組在Fe2+檢驗實驗中觀察到異,F(xiàn)象,為探究“紅色褪去”的原因,進行如下實驗:
編號 | 實驗I | 實驗II | 實驗III |
實驗步驟 | 將實驗I褪色后的溶液分三份分別進行實驗 | 為進一步探究“紅色褪去”的原因,又進行以下實驗 ① ②取反應后的溶液,滴加鹽酸和BaCl2溶液 | |
現(xiàn)象 | 溶液先變紅,片刻后紅色褪去,有氣體生成(經檢驗為O2) | ①無明顯現(xiàn)象 ②溶液變紅 ③產生白色沉淀 | ①溶液變紅,一段時間后不褪色。 ②無白色沉淀產生 |
分析上述三個實驗,下列敘述不正確的是
A.在此實驗條件下H2O2氧化Fe2+的速率比氧化SCN-的速率快
B.通過實驗Ⅱ推出實驗Ⅰ中紅色褪去的原因是由于SCN-被氧化
C.通過實驗Ⅰ和實驗Ⅲ對比推出紅色褪去只與H2O2的氧化性有關
D.綜上所述,實驗Ⅰ中紅色褪去的原因與化學平衡移動原理無關
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某小組同學以不同方案探究Cu粉與FeCl3溶液的反應。
(1)甲同學向FeCl3溶液中加入Cu粉,觀察到溶液的顏色變?yōu)闇\藍色,由此證明發(fā)生了反應,其離子方程式是__。
(2)乙同學通過反應物的消耗證明了上述反應的發(fā)生:將Cu粉加入到滴有少量KSCN的FeCl3溶液中,觀察到溶液紅色褪色,有白色沉淀A產生。
針對白色沉淀A,查閱資料:A可能為CuCl和CuSCN(其中硫元素的化合價為-2價)中的一種或兩種。實驗過程如下:
請回答:
①根據(jù)白色沉淀B是__(填化學式),判斷沉淀A中一定存在CuSCN。
②僅根據(jù)白色沉淀A與過量濃HNO3反應產生的實驗現(xiàn)象,不能判斷白色沉淀A中一定存在CuSCN,從氧化還原角度說明理由:__。
③向濾液中加入a溶液后無明顯現(xiàn)象,說明A不含CuCl,則a是__(填化學式)。
根據(jù)以上實驗,證明A僅為CuSCN。
④進一步查閱資料并實驗驗證了CuSCN的成因,將該反應的方程式補充完整:
_Cu2++_SCN-=_CuSCN↓+_(SCN)2
⑤結合上述過程以及Fe(SCN)3Fe3++3SCN-的平衡,分析(2)中溶液紅色褪去的原因:__。
(3)已知(SCN)2稱為擬鹵素,其氧化性與Br2相近。將KSCN溶液滴入(1)所得的溶液中,觀察到溶液變紅色,則溶液變紅的可能原因是__或__。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】完成下列實驗所選擇的裝置或儀器(夾持裝置已略去)正確的是( )
A | B | C | D | |
實驗 | 分離酒精和水 | 分離膠體和溶液 | 除去碳酸鈉固體中的碳酸氫鈉 | 比較碳酸鈉和碳酸氫鈉的穩(wěn)定性 |
裝置或儀器 |
A.AB.BC.CD.D
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】Garnet型固態(tài)電解質被認為是鋰電池最佳性能固態(tài)電解質。LiLaZrTaO材料是目前能達到最高電導率的Garnet型電解質。某Garnet型可充電鋰電池放電時工作原理如圖所示,反應方程式為:LixC6+Li1-xLaZrTaOLiLaZrTaO+6C,下列說法不正確的是
A.放電時,a極為負極,發(fā)生氧化反應
B.LiLaZrTaO固態(tài)電解質起到傳導Li+的作用
C.充電時,b極反應為:LiLaZrTaO -xe-=xLi++Li1-xLaZrTaO
D.充電時,每轉移xmol電子,a極增重7 g
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分,有關說法正確的是( )
A. e的氫化物比d的氫化物穩(wěn)定
B. a、b、e三種元素的原子半徑:e>b>a
C. 六種元素中,c元素單質的化學性質最活潑
D. c、e、f的最高價氧化物對應的水化物的酸性依次增強
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網違法和不良信息舉報平臺 | 網上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com