Question

13．七鋁十二鈣（12CaO•7A1₂O₃）是新型的超導材料和發光材料，用白云五（主要含CaCO₃和MgCO₃）和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如圖：

已知：MgCO₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$MgO+CO₂↑，MgO不溶于水也不與水反應，CaSO₄微溶于水，Ca（NO₃）₂+CO₂+2NH₃+H₂O═CaCO₃↓+2NH₄NO₃．
（1）煅粉主要含氧化鈣、氧化鎂，操作X為過濾．
（2）用適量NH₄NO₃溶液浸取煅粉，發生的主要反應的化學方程式為CaO+H₂O═Ca（OH）₂、2NH₄NO₃+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca（NO₃）₂+2H₂O+2NH₃↑．
（3）用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，同時生成偏鋁酸鈉（（NaAlO₂）和水，該反應的化學方程式為Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
（4）該工藝中不能用（NH₄）₂SO₄代替NH₄NO₃，原因是硫酸銨和氫氧化鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，會導致碳酸鈣中混有硫酸鈣．
（5）七鋁十二鈣（12CaO•7A1₂O₃）中鈣元素的質量分數為34.6%．（結果保留到0.1%）

Answer 1

分析 （1）高溫條件下，碳酸鈣分解生成氧化鈣和二氧化碳，碳酸鎂分解生成氧化鎂和二氧化碳；
過濾能夠把不溶于水的固體從液體中分離出來；
（2）氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和硝酸銨反應生成硝酸鈣、水和氨氣；
（3）Al片表面的氧化膜是氧化鋁，能和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水；
（4）硫酸銨和氫氧化鈣反應生成硫酸鈣、水和氨氣；
（5）根據物質的化學式可以計算組成元素的質量分數．

解答 解：（1）煅粉主要含碳酸鈣分解產生的氧化鈣和碳酸鎂分解產生的氧化鎂；
操作X為過濾．
故填：氧化鈣、氧化鎂；過濾．
（2）用適量NH₄NO₃溶液浸取煅粉時，氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣，氫氧化鈣和硝酸銨反應生成硝酸鈣、水和氨氣，反應的化學方程式為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂，
2NH₄NO₃+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca（NO₃）₂+2H₂O+2NH₃↑．
故填：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；2NH₄NO₃+Ca（OH）₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Ca（NO₃）₂+2H₂O+2NH₃↑．
（3）Al片表面的氧化膜是氧化鋁，能和氫氧化鈉反應生成偏鋁酸鈉和水，反應的化學方程式為：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
故填：Al₂O₃+2NaOH=2NaAlO₂+H₂O．
（4）該工藝中不能用（NH₄）₂SO₄代替NH₄NO₃，原因是硫酸銨和氫氧化鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，會導致碳酸鈣中混有硫酸鈣．
故填：硫酸銨和氫氧化鈣反應生成的硫酸鈣微溶于水，會導致碳酸鈣中混有硫酸鈣．
（5）七鋁十二鈣（12CaO•7A1₂O₃）中鈣元素的質量分數為：$\frac{40×12}{56×12+102×7}$×100%=34.6%，
故填：34.6%．

點評 本題主要考查物質的性質，解答時要根據各種物質的性質，結合各方面條件進行分析、判斷，從而得出正確的結論．