Question

【題目】七鋁十二鈣（12CaO·7Al2O3）是新型的超導材料和發(fā)光材料，用白云石（主要含CaCO3）和鋁礦渣（主要含Al2O3和SiO2）制備七鋁十二鈣的工藝如下：

已知“煅燒Ⅲ”時發(fā)生反應為：12CaCO3＋7Al2O312CaO·7Al2O3＋12CO2↑

（1）寫出“浸出”過程中CaO與NH4NO3溶液反應的化學方程式：___。

（2）檢驗“浸出”過程中有NH3生成的方法是：___。

（3）如圖所示裝置中可用于實驗室吸收NH3的是___（填字母）。

（4）溶液X中所含主要溶質的化學式為____。

（5）設計由鋁礦渣制取Al(OH)3的方法，并簡述過程：___。

Answer 1

【答案】CaO＋2NH4NO3＝Ca(NO3)2＋2NH3↑＋H2O 在“浸出”容器上方放一張濕潤的紅色石蕊試紙，試紙變藍，證明有氨氣生成(或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在“浸出”容器上方，看到白煙，證明有氨氣生成) c NH4NO3 向鋁礦渣中加入鹽酸、攪拌，過濾得到AlCl3溶液，再向AlCl3溶液通入過量NH3、過濾、洗滌得到Al(OH)3

【解析】

白云石煅燒發(fā)生反應：CaCO3CaO+CO2↑，在鍛粉中加入適量的NH4NO3溶液后，CaO是堿性氧化物，能與水反應生成Ca(OH)2，由于反應放熱，并且NH4NO3能與Ca(OH)2發(fā)生復分解反應生成Ca(NO3)2、NH3和H2O，NH3逸出，過濾得到Ca(NO3)2溶液，將CO2和NH3通入Ca(NO3)2溶液中后發(fā)生反應：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，過濾得到CaCO3固體和X，X主要成分為NH4NO3；

鹽酸溶解鋁礦渣（主要含Al2O3和SiO2）得到AlCl3和SiO2，過濾除去SiO2得到AlCl3溶液，向AlCl3溶液通入過量NH3、過濾得到Al(OH)3，加熱灼燒得到氧化鋁，碳酸鈣和氧化鋁共混加熱1500°C得到七鋁十二鈣，據(jù)此分析解答。

（1）CaO是堿性氧化物，能與水反應生成Ca(OH)2，由于反應放熱，并且NH4NO3能與Ca(OH)2發(fā)生復分解反應生成Ca(NO3)2、NH3和H2O，所以總反應方程式為CaO＋2NH4NO3＝Ca(NO3)2＋2NH3↑＋H2O；

（2）NH3是堿性氣體，可用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗，石蕊試紙變藍，方法為：在“浸出”容器上方放一張濕潤的紅色石蕊試紙，試紙變藍，證明有氨氣生成，或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒放在燒杯上方，看到白煙，證明有氨氣生成；

（3）NH3極易溶于水，可用水吸收，但需要注意防倒吸，a、b兩裝置易出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，c能防倒吸，故答案為：c；

（4）將CO2和NH3通入Ca(NO3)2溶液中發(fā)生反應為：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，所以溶液X主要成分為NH4NO3；

（5）鋁礦渣主要為Al2O3和SiO2，可用鹽酸溶解，過濾除去SiO2、得到AlCl3溶液，向AlCl3溶液通入過量NH3、過濾得到Al(OH)3，

故答案為：向鋁礦渣中加入鹽酸、攪拌，過濾得到AlCl3溶液，再向AlCl3溶液通入過量NH3、過濾、洗滌得到Al(OH)3。