金属氮化物与盐酸反应的过程是怎样的

答案：

(1)铝

(2)Al3+ +4OH-===AlO2-+2H2O

(3)1、Z是NH3，Y是N2，2、三角锥型，3、AlN（氮化铝）

(4)4Al + 3C + 3TiO2 ==高温== 2Al2O3 + 3TiC

解析：

X的单质可与盐酸反应，又可与NaOH溶液反应，所以X就应该是两性金属，常见的就是铝，根据A是良好的耐热冲击材料且含有铝元素，可以联想到氮化铝陶瓷。

A就是AlN，A和水缓慢反应：AlN+3H2O↔Al(OH)3+NH3，就相当于是盐类水解。

氮化物是氮与电负性比它小的元素形成的二元化合物。由过渡元素和氮直接化合生成的氮化物又称金属型氮化物。它们属于 “间充化合物”，因氮原子占据着金属晶格中的间隙位置而得名。这种化合物在外观、硬度和导电性方面似金属，一般都是硬度大、熔点高、 化学性质稳定，并有导电性。钛、钒、锆、钽等的氮化物坚硬难熔，具有耐化学腐蚀、耐高温等特 点。例如，TiN熔点为2 930～2 950℃，是热和电的良导体，低温下有超导性，是制造喷气发动机的材料。ZrN在低温有超导性，现用作反应堆材料。

基本介绍中文名 ：氮化物 外文名 ：nitride 定义 ：多指含氮为-3氧化态的二元化合物 包括 ：金属氮化物、非金属氮化物 作用 ：可用来制车刀、钻头等 可作 ：优良润滑剂、切割材料等 性质 ：其中多数不溶于水，热稳定性高 主要分类 ：金属氮化物、非金属氮化物 介绍,分类,常见氮化物及特性,套用, 介绍 氮与电负性比它小的元素所形成的二元化合物。叠氮化物 及氮与氢、卤素和氧族元素的化合物不属 氮化物。一般指固体氮化物，并主要指 金属氮化物。例如氮化锂Li 3 N、氮化镁 Mg 3 N 2 、氮化铝AlN、氮化钛TiN、氮化 钽TaN等。多数难熔，热稳定性很高。有 些是金属加热后直接与氮化合而成，有些 是由金属、金属氧化物或金属氯化物在氨 气流中加热而得。硼、磷、矽等非金属亦有 氮化物（BN、P 3 N 5 、Si 3 N 4 ）存在，对热都 十分稳定，其中BN特别稳定。 分类 氮化物是氮与电负性小的元素形成的二元化合物，不包括氮与氢、氮与卤素的化合物及叠氮化物。按结构不同，氮化物可分为： ① 离子型氮化物 主要是氮与Ⅰ A，ⅡA族活泼金属形成的氮化物，如氮化锂Li 3 N，氮化钙Ca 3 N 2 等。这类氮化物热稳定性低，加热至400℃时分解为氮和相应元素； 它们极易水解，与水蒸气作用放出氨并生成金属氢氧化物，如：Li 3 N+3H 2 O=3LiOH+NH 3 ②金属型氮化物 氮与过渡金属形成的氮化物，如氮化锰Mn 5 N 2 ，氮化钨W 2 N 3 ，氮化锆ZrN等。这类氮化物具有高硬度、高熔点、高热稳定性的特点。它们大多是氮原子填充在金属结构的间隙中，属于“间隙化合物”，具有金属的性质，不与水反应，有导电性。 ③ 共价型氮化物 与磷、矽、硼等非金属元素所形成的氢化物，如氮化磷P 3 N 5 ，氮化矽Si 3 N 4 ，氮化硼BN等。这类氮化物非常稳定。 ④过渡型氮化物 与铜、锌分族等金属元素所形成的氮化物，如氮化银Ag 3 N等。 常见氮化物及特性 氮化矽 1857年由印度人呙贺烈尔 （F.Wohler）最早合成。属六方晶系，有α型（低温）及β型（高温）的变态。当温度升高到1600℃时，由α型转变成β型，转变回来是困难的。α与β型的物理性质见表。其热导率较高，热膨胀系数小，抗热震性好，高温强度及耐磨性好。但在高温氧化气氛中，1200～1400℃开始氧化，1400℃以上则剧烈氧化。 氮化矽的合成方法有将矽粉磨细在N 2 气中加热到1200～1450℃形成3Si+4N 2 =2Si 3 N 4 +737J的放热反应。其反应速度较慢，如加入少量的Fe、Co、Ni、Cr、Cu等可加速反应。但对α、β的生成比例或性质有影响。如在N 2 气中加NH 3 或H 2 等最后能加速反应，而在1350℃以下反应多生成α型。或者矽石加炭在N 2 气中加热的方法，是在1550℃以上生成SiC，因此须加入百分之几的Fe 2 O 3 ，使之在较低的温度下完成Si 3 N 4 的反应，然后用盐酸将Fe的化合物除去。 氧氮化铝矽（Sialon） Si-Al-O-N系固溶体。属β-Si 3 N 4 型结晶结构，具有抗氧化性强、耐侵蚀、强度高等优点。 氧氮化矽（Si 2 N 2 O） 是用高纯矽粉和SiO 2 粉按分子比3∶1混合、磨细、通入80%N 2 和20%H 2 的混合气体加热到1450℃时而制得。 氮化铝 1862年由德国人古茨尔（Geuther）合成的。它是六方晶系、有铅锌矿（六角）型结晶、呈白色、单晶为无色透明，密度为3.26g/cm 3 ，升华温度2450℃。制品耐压强度高，热导率低，线膨胀系数稍大些。 氮化硼 和石墨的结晶相似，呈六角板状，有脂肪感，呈白色，故人们称为白色石墨。密度为2.2g/cm 3 ，化学性质呈中性，在还原气氛下稳定到2000℃以上。是有希望的高温结构材料。 套用 由ⅢA、ⅣA族元素和氮直接化合生成的 氮化物具有共价结构，称为共价型氮化物。BN 是一种鳞片状六方结构，它的晶体结构和理化 性质与石墨相似，因而称为“白石墨”或“白炭 黑”，密度2.25克/立方厘米。它的耐热性、耐蚀性 和润滑性都好，不导电。在电子、冶金、化工及 尖端技术上有较大套用。这种晶型的BN在5 ～9千兆帕（5～9万大气压）和1200～ 1500℃温度下，用碱金属、碱土金属为催化剂， 可转变为另一种立方晶系的金刚硼，这种转变与石墨转变为金刚石相似。 金刚硼的硬度大于金刚石，是特殊的耐磨材料和切削材料。又因它不被熔融铁浸蚀，可制造模具及坩埚的衬里。 Si 3 N 4 是高性能陶瓷材料，用于冶金、飞机、机械、电子、原子能等工业。碱金属和碱土金属氮化物又称离子型氮化物，它们的热稳定性较差， 容易水解产生氨气和金属氢氧化物，实用意义不大。

Ⅰ．（1）铝土矿与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，加入盐酸或硝酸等酸性溶液可除去硅酸根离子，滤液b中含有氯离子，加过量氨水生成氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，

故答案为：盐酸（硫酸或硝酸）；Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；

（2）滤液a中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子，煅烧得到与和二氧化硅，则Al2O3中含有SiO2杂质，故答案为：Al2O3中含有SiO2杂质；

Ⅱ．（3）电解熔融的氧化铝可制备金属铝，阳极生成氧气，阴极生成铝，阳极反应为2O2--4e-=O2↑，n（Al）=

0.324×106g

27g/mol

=1.2×104mol，则转移电子3.6×104mol，

故答案为：2O2--4e-=O2↑；3.6×104；

Ⅲ．（4）由化合价的升降总数相等可知反应的方程式为Al2O3+3C+N2═2AlN+3CO，故答案为：1；3；1；2；3；

（5）方法①和方法②相比较，需要较多能量，且生成的固体易残留在AlN中，反应①AN是还原产物，反应②没有发生氧化还原反应，故答案为：AB．

详细提取方案如下：

试剂A是盐酸（硫酸或硝酸）；溶液b与试剂B反应的离子方程式为Al3+ +3NH3·H2O =Al(OH)3↓+3NH4+（若用Al3+与AlO2-、CO32-、HCO3-反应的正确方程式均可)。

向溶液a中通入过量的CO2，将得到的不溶物煅烧后也可得到Al2O3，该方案的缺点是Al2O3中含有SiO2杂质 。Ⅱ，电解熔融的氧化铝可制备金属铝

电解时，阳极的电极反应方程式为2O2--4e-=O2↑；每生产0. 324吨铝，理论上转移电子的物质的量为3.6×104mol。 ⅡI．新型陶瓷氮化铝可用以下两种方法制备：

①氧化铝高温还原法:1Al2O3+3C+1N2=2AlN+3CO

②氯化铝与氨气高温合成法：AlCl3+NH3AlN+3HCl。

方法①中的Al2O3、C、N2结构稳定，反应时破坏化学键需要消耗更多的能量

方法①中的Al2O3和C容易残留在氮化铝中

知识延展：

氧化铝，又称三氧化二铝，是铝和氧的化合物，分子式为Al2O3。分子量102，通常称为“铝氧”，是一种白色无定形粉状物，在矿业、制陶业和材料科学上又称为矾土。常见纯度为99.5%和96%。属原子晶体。

氧化铝是将铝矾土原料经过化学处理，除去硅、铁、钛等的氧化物而制得，是纯度很高的氧化铝原料，Al₂O₃含量一般在99%以上。矿相是由40%～76%的γ- Al₂O₃和24%～60%的α- Al₂O₃组成。γ- Al₂O₃于950～1200℃可转变为α- Al₂O₃（刚玉），同时发生显著的体积收缩。

1.2Cu+O2=△=2CuO

2.N2+3C+Al2O3高温¯ 2AlN+3CO

（1）装置气密性

（2）除去气体中的水；防止液体倒吸

（3）浓盐酸具有挥发性；浓硫酸具有吸水性；能

（4）使反应产生的氨气充分吸收

【实验结论】90

【事故处理】立即用稀醋酸中和，然后用水冲洗，再用抹布擦干

【拓展探究】（1）不能；

2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O

（2）20

答案如上，LZ选我吧选我吧~~~