Question

化合物甲是由短周期元素組成的陶瓷材料，是一種以共價鍵相連的物質，具有耐高溫、抗沖擊、導熱性好等優良性質。乙是制備這種材料的起始原料，也是鋁土礦的主要成分。制備時采取碳熱還原氮化法，即把乙與炭粉按一定比例混合，在流動N₂氣氛中加熱到一定溫度即可得到甲和可燃性氣體丙，二者原子個數之比均為1：1。8.2g甲與足量的氫氧化鈉溶液混合可以得到無色溶液丁，并產生標準狀況下4.48L氣體戊。
（1）乙的化學式為         ，寫出它的一種用途                 。
（2）甲的晶體類型為       ，寫出碳熱還原氮化法制甲的化學方程式           。
（3）工業制備甲的過程中可能含有的雜質有            。
（4）氣體戊的結構式為         ，寫出甲與足量的氫氧化鈉溶液反應的化學方程式為                 ，驗證溶液丁中溶質的實驗方法為                      。

Answer 1

（1）Al₂O₃    耐高溫材料（其他合理均可）                    
（2） 原子晶體   Al₂O₃ + 3C +N₂ ＝2AlN + 3CO 
（3）  Al₂O₃  C   Al₄C₃等
（4）     AlN + NaOH +H₂O＝NaAlO₂ + NH₃ 取少量溶液丁于試管中，逐滴加入稀鹽酸，若先產生白色沉淀后消失，說明為NaAlO₂。

試題分析；據題意可知甲物質為二氧化硅，乙物質為氧化鋁。二氧化硅為原子晶體。氧化硅與碳在氮氣條件下，高溫加熱，可生成可燃性氣體一氧化碳，。所以Al₂O₃ + 3C +N₂ ＝2AlN + 3CO 。而AlN + NaOH +H₂O＝NaAlO₂ + NH_3。，檢驗NaAlO₂的方法是取少量溶液丁于試管中，逐滴加入稀鹽酸，若先產生白色沉淀后消失，說明為NaAlO₂。主要是利用偏鋁酸根離子在酸性條件下可轉化為氫氧化鋁，而氫氧化鋁又溶于強酸的這個性質。