纳米氧化铝在人工晶体、微电子器件等方面有重要应用,实验室制取纳米氧化铝方法之一是:将一定体积的0.3mol·L-1Al(NO3)3溶液匀速滴加到2.0mol·L-1(NH4)2CO3溶液中,搅拌30min,过滤、纯水洗
纳米氧化铝在人工晶体、微电子器件等方面有重要应用,实验室制取纳米氧化铝方法之一是:将一定体积的0.3mol·L-1Al(NO3)3溶液匀速滴加到2.0mol·L-1 (NH4)2CO3溶液中,搅拌30min,过滤、纯水洗涤、乙醇洗涤、室温真空干燥,得碱式碳酸铝铵[化学式可表示为:(NH4)aAlb(OH)c(CO3)d],然后热分解得到纳米氧化铝。
(1)制取纳米氧化铝时匀速滴加Al(NO3)3溶液并不断搅拌,其主要目的是
。
2)(NH4)aAlb(OH)c(CO3)d中a、b、c、d的代数关系式为 。
(3)为确定碱式碳酸铝铵的组成,进行如下实验:
①准确称取5.560g样品,在密闭体系中充分加热到300℃使其完全分解且固体质量不
再变化;
②产生的气态物质依次通过足量浓硫酸和碱石灰装置吸收,碱石灰装置增重1.760g;
③最后称得剩余固体质量为2.040g。
根据以上实验数据计算碱式碳酸铝铵样品的化学组成(写出计算过程)。
答案
(1)防止生成Al(OH)3沉淀(2分)
(2)a+3b=c+2d(2分)
(3)化学式为:NH4Al(OH)2CO3(共6分)
解析:n(Al2O3)=2.040g/102g·mol-
1=0.0200mol,n(Al3+)=0.0400mol。(1分)
通过浓硫酸洗气瓶吸收的是NH3和H2O,通碱石灰吸收的是CO2
n(CO2)=1.760g/44g·mol-1=0.0400mol,n(CO32-
)=0.0400mol。 (1分)
根据化合物质量为 5.560g及化合物中化合价代数和为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
计算得n(OH-)=0.0800 mol、n (NH4+)=0.0400mol
则n(NH4+):n(Al3+):n(OH-) :n(CO32-)=1:1:2:1
所以化学式为:NH4Al(OH)2CO3
(算出CO32-、Al3+的物质的量各得1分, 算出NH4+、OH-的物质的量各得2分,共6分)
如有疑问请追问
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