题目内容

【题目】工业上常以白云石(主要含CaCO3)为原料,按以下工艺流程制备某种新型的超导材料12CaO·7Al2O3。

(1)若在实验室中进行“煅烧Ⅰ”的操作,可将样品放在_____________(填仪器名称)中加热;操作Ⅰ的名称是_____________。

(2)“浸出”过程中,CaO先与水反应生成Ca(OH)2,写出Ca(OH)2与NH4NO3溶液反应的化学方程式:_____________;检验“浸出”过程中有NH3生成的方法是___________。

(3)溶液X在流程中能循环利用,其中所含主要溶质的化学式为______。

(4)“煅烧Ⅱ”时发生反应为:12CaCO3+7Al2O312CaO·7Al2O3+12CO2↑。能否直接用白云石进行此步反应?请说明理由_____。

【答案】坩锅 过滤 Ca(OH)2+2NH4NO3=Ca(NO3)2+2NH3↑+2H2O 将湿润的红色石蕊试纸靠近气体,试纸变蓝。(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,有白烟生成 NH4NO3 不能,白云石主要成分为CaCO3,但仍含有其它成分,若直接使用白云石进行“煅烧Ⅱ”则产品纯度不高

【解析】

白云石煅烧主要发生反应:CaCO3CaO+CO2↑,在锻粉中加入适量的NH4NO3溶液后,与CaO反应生成Ca(NO3)2和NH3H2O,故过滤后溶液中含Ca(NO3)2和NH3H2O,将CO2和NH3通入滤液I中后发生反应:Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3,过滤得到碳酸钙。碳酸钙和氧化铝共混加热1500°C得到12CaO7Al2O3,以此解答该题。

(1)煅烧固体,应在坩埚中进行,操作Ⅰ用于分离固体和液体,应为过滤操作,故答案为:坩锅;过滤;
(2)Ca(OH)2与NH4NO3溶液反应生成硝酸钙和氨气,反应的化学方程式为Ca(OH)2+2NH4NO3=Ca(NO3)2+2NH3↑+2H2O,氨气为碱性气体,可用红色石蕊试纸检验,也可用浓盐酸检验,方法是将湿润的红色石蕊试纸靠近气体,试纸变蓝。(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,有白烟生成。),故答案为:Ca(OH)2+2NH4NO3=Ca(NO3)2+2NH3↑+2H2O;将湿润的红色石蕊试纸靠近气体,试纸变蓝。(或用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近气体,有白烟生成。);
(3)将CO2和NH3通入滤液I中后发生反应:Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3,能循环利用的为NH4NO3,故答案为:NH4NO3;
(4)白云石主要成分为CaCO3,但仍含有其它成分,若直接使用白云石进行“煅烧Ⅱ”则产品纯度不高则不能直接煅烧白云石,故答案为:不能,白云石主要成分为CaCO3,但仍含有其它成分,若直接使用白云石进行“煅烧Ⅱ”则产品纯度不高。

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