题目内容

【题目】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?

(2)用水处理添加的试剂X是 ,其目的是 。

(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 。用氨水沉淀、过滤后的滤液主要成分是 。

(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, 。(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: 冰水洗涤,干燥,得到CaC12·2H2O。

【答案】(1)为了防止AlC13蒸气凝华堵塞导气管

(2)盐酸 抑制铝离子水解

(3)氢氧化钙微溶于水,造成损失 NH4Cl(少量CaCl2)

(4)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

【解析】

试题分析:(1)A1C13易凝华,为了防止AlC13蒸气凝华堵塞导气管,轻烧后的气体用水处理前导气管要保温;

(2)A1C13易易水解,为抑制铝离子水解,用水处理添加的试剂X是盐酸;

(3)七铝十二钙 (12CaO·7Al2O3)中钙、铝元素的物质的量比12:14,氢氧化钙微溶于水,造成损失,所以AlC13溶液溶解CaCO3时要求n(CaCO3): n(A1C13)> 12:14。根据元素守恒用氨水沉淀、 过滤后的滤液主要成分是NH4Cl。

(4)将工业碳酸钙溶于盐酸,加入双氧水,把氧化为,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,冰水洗涤,干燥得到CaC12·2H2O。

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