Question

19．化學(xué)在工業(yè)上的應(yīng)用十分廣泛．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）工業(yè)上生產(chǎn)玻璃、水泥和煉鐵都要用到的原料是（填名稱）石灰石，工業(yè)煉鐵主要設(shè)備是煉鐵高爐．
（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（填化學(xué)式）Ca（ClO）₂．
（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(cè)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(guò)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）從碳酸鈣的性質(zhì)著手分析，石灰石的主要成分是碳酸鈣，高溫下碳酸鈣和二氧化硅能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，據(jù)此分析，煉鐵的主要設(shè)備是高爐；
（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(shū)寫(xiě)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，
同時(shí)，石灰石還是煉鐵的一種原料（造渣材料），所以在煉鐵、制玻璃、制水泥三種工業(yè)生產(chǎn)中都用到的原料是石灰石；煉鐵在煉鐵高爐中進(jìn)行，
故答案為：石灰石；  煉鐵高爐；
（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(wú)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(píng) 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(wèn)題，并考查了混合物計(jì)算，難度不大，注意利用守恒思想進(jìn)行的計(jì)算．