Question

16．七铝十二钙 （12CaO•7Al₂O₃）是一种新型的超导材料和发光材料，它是用AlC1₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后锻烧沉淀制备．工业上制备AlC1₃溶液用图示流程（已知A1C1₃易升华）．

（1）轻烧后的气体用水处理前导气管为何要保温？为了防止AlC1₃蒸气凝华堵塞导气管
（2）用水处理添加的试剂X是盐酸，其目的是抑制铝离子水解．
（3）AlC1₃溶液溶解CaCO₃时，要控制碳酸钙和AlC1₃的量，要求n（CaCO₃）：n（A1C1₃）＞12：14，其原因是氢氧化钙微溶于水，造成损失．用氨水沉淀、过滤后的滤液主要成分是NH₄Cl（少量CaCl₂）．
（4）以工业碳酸钙（含有少量A1₂O₃、Fe₃O₄杂质）生产二水合氯化钙（CaC1₂•2H₂O）的方法为：将工业碳酸钙溶于盐酸，加入双氧水，加入氢氧化钙，搅拌，用pH计调节溶液的pH为4.7，过滤．（实验中需用到的试剂和仪器有：盐酸，双氧水，氢氧化钙，冰水，pH计）．
已知：几种离子生成氢氧化物沉淀pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算）

	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.1	3.2
Al3+	3.5	4.7

补全实验步骤：向滤液中加盐酸酸化，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤冰水洗涤，干燥，得到CaC1₂•2H₂O．

Answer 1

分析 由制备流程可知，Al与氯气加热反应生成AlC1₃，加试剂X为盐酸，可抑制氯化铝的水解，AlC1₃溶液溶解一定量的CaCO₃形成溶液，再用氨水沉淀，然后锻烧沉淀制备七铝十二钙 （12CaO•7Al₂O₃）．
（1）蒸气凝华为固体可堵塞导气管；
（2）氯化铝为强酸弱碱盐，可发生水解反应；
（3）要求n（CaCO₃）：n（A1C1₃）＞12：14，与氢氧化钙的溶解性有关，用氨水沉淀、过滤后的滤液含铵根离子、氯离子；
（4）以工业碳酸钙（含有少量A1₂O₃、Fe₃O₄杂质）生产二水合氯化钙（CaC1₂•2H₂O）的方法为：将工业碳酸钙溶于盐酸，加入双氧水，将亚铁离子氧化为铁离子，结合表格中pH可知，调节pH为4.7，使Fe³⁺、Al³⁺完全转化为沉淀，过滤后，向滤液中加盐酸酸化，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，冰水洗涤，干燥得到CaC1₂•2H₂O．

解答 解：（1）轻烧后的气体用水处理前导气管要保温是为了防止AlC1₃蒸气凝华堵塞导气管，
故答案为：为了防止AlC1₃蒸气凝华堵塞导气管；
（2）用水处理添加的试剂X是盐酸，其目的是抑制铝离子水解，
故答案为：盐酸；抑制铝离子水解；
（3）由于氢氧化钙微溶于水，钙元素会有损失，所以碳酸钙要适当过量，用氨水沉淀、过滤后的滤液含铵根离子、氯离子，则滤液主要成分是NH₄Cl（少量CaCl₂），
故答案为：氢氧化钙微溶于水，造成损失； NH₄Cl（少量CaCl₂）；
（4）以工业碳酸钙（含有少量A1₂O₃、Fe₃O₄杂质）生产二水合氯化钙（CaC1₂•2H₂O）的方法为：将工业碳酸钙溶于盐酸，加入双氧水，加入氢氧化钙，搅拌，用pH计调节溶液的pH为4.7，过滤，向滤液中加盐酸酸化，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，冰水洗涤，干燥得到CaC1₂•2H₂O，
故答案为：加入氢氧化钙，搅拌，用pH计调节溶液的pH为4.7，过滤；向滤液中加盐酸酸化，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤．

点评 本题考查物质的制备实验，为高频考点，把握制备原理、发生的反应、盐类水解、混合物分离为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意氧化还原反应及表格中pH的应用，题目难度不大．