Question

【题目】七铝十二钙（12CaO·7Al2O3）是新型的超导材料和发光材料，用白云石（主要含CaCO3）和铝矿渣（主要含Al2O3和SiO2）制备七铝十二钙的工艺如下：

已知“煅烧Ⅲ”时发生反应为：12CaCO3＋7Al2O312CaO·7Al2O3＋12CO2↑

（1）写出“浸出”过程中CaO与NH4NO3溶液反应的化学方程式：___。

（2）检验“浸出”过程中有NH3生成的方法是：___。

（3）如图所示装置中可用于实验室吸收NH3的是___（填字母）。

（4）溶液X中所含主要溶质的化学式为____。

（5）设计由铝矿渣制取Al(OH)3的方法，并简述过程：___。

Answer 1

【答案】CaO＋2NH4NO3＝Ca(NO3)2＋2NH3↑＋H2O 在“浸出”容器上方放一张湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明有氨气生成(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在“浸出”容器上方，看到白烟，证明有氨气生成) c NH4NO3 向铝矿渣中加入盐酸、搅拌，过滤得到AlCl3溶液，再向AlCl3溶液通入过量NH3、过滤、洗涤得到Al(OH)3

【解析】

白云石煅烧发生反应：CaCO3CaO+CO2↑，在锻粉中加入适量的NH4NO3溶液后，CaO是碱性氧化物，能与水反应生成Ca(OH)2，由于反应放热，并且NH4NO3能与Ca(OH)2发生复分解反应生成Ca(NO3)2、NH3和H2O，NH3逸出，过滤得到Ca(NO3)2溶液，将CO2和NH3通入Ca(NO3)2溶液中后发生反应：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，过滤得到CaCO3固体和X，X主要成分为NH4NO3；

盐酸溶解铝矿渣（主要含Al2O3和SiO2）得到AlCl3和SiO2，过滤除去SiO2得到AlCl3溶液，向AlCl3溶液通入过量NH3、过滤得到Al(OH)3，加热灼烧得到氧化铝，碳酸钙和氧化铝共混加热1500°C得到七铝十二钙，据此分析解答。

（1）CaO是碱性氧化物，能与水反应生成Ca(OH)2，由于反应放热，并且NH4NO3能与Ca(OH)2发生复分解反应生成Ca(NO3)2、NH3和H2O，所以总反应方程式为CaO＋2NH4NO3＝Ca(NO3)2＋2NH3↑＋H2O；

（2）NH3是碱性气体，可用湿润的红色石蕊试纸检验，石蕊试纸变蓝，方法为：在“浸出”容器上方放一张湿润的红色石蕊试纸，试纸变蓝，证明有氨气生成，或用蘸有浓盐酸的玻璃棒放在烧杯上方，看到白烟，证明有氨气生成；

（3）NH3极易溶于水，可用水吸收，但需要注意防倒吸，a、b两装置易出现倒吸现象，c能防倒吸，故答案为：c；

（4）将CO2和NH3通入Ca(NO3)2溶液中发生反应为：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，所以溶液X主要成分为NH4NO3；

（5）铝矿渣主要为Al2O3和SiO2，可用盐酸溶解，过滤除去SiO2、得到AlCl3溶液，向AlCl3溶液通入过量NH3、过滤得到Al(OH)3，

故答案为：向铝矿渣中加入盐酸、搅拌，过滤得到AlCl3溶液，再向AlCl3溶液通入过量NH3、过滤、洗涤得到Al(OH)3。