Question

【題目】工業上常以白云石（主要含CaCO3）為原料，按以下工藝流程制備某種新型的超導材料12CaO·7Al2O3。

（1）若在實驗室中進行“煅燒Ⅰ”的操作，可將樣品放在_____________（填儀器名稱）中加熱；操作Ⅰ的名稱是_____________。

（2）“浸出”過程中，CaO先與水反應生成Ca(OH)2，寫出Ca(OH)2與NH4NO3溶液反應的化學方程式：_____________；檢驗“浸出”過程中有NH3生成的方法是___________。

（3）溶液X在流程中能循環利用，其中所含主要溶質的化學式為______。

（4）“煅燒Ⅱ”時發生反應為：12CaCO3＋7Al2O312CaO·7Al2O3+12CO2↑。能否直接用白云石進行此步反應？請說明理由_____。

Answer 1

【答案】坩鍋 過濾 Ca(OH)2＋2NH4NO3＝Ca(NO3)2＋2NH3↑＋2H2O 將濕潤的紅色石蕊試紙靠近氣體，試紙變藍。（或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近氣體，有白煙生成 NH4NO3 不能，白云石主要成分為CaCO3，但仍含有其它成分，若直接使用白云石進行“煅燒Ⅱ”則產品純度不高

【解析】

白云石煅燒主要發生反應：CaCO3CaO+CO2↑，在鍛粉中加入適量的NH4NO3溶液后，與CaO反應生成Ca(NO3)2和NH3H2O，故過濾后溶液中含Ca(NO3)2和NH3H2O，將CO2和NH3通入濾液I中后發生反應：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，過濾得到碳酸鈣。碳酸鈣和氧化鋁共混加熱1500°C得到12CaO7Al2O3，以此解答該題。

(1)煅燒固體，應在坩堝中進行，操作Ⅰ用于分離固體和液體，應為過濾操作，故答案為：坩鍋；過濾；
(2)Ca(OH)2與NH4NO3溶液反應生成硝酸鈣和氨氣，反應的化學方程式為Ca(OH)2+2NH4NO3=Ca(NO3)2+2NH3↑+2H2O，氨氣為堿性氣體，可用紅色石蕊試紙檢驗，也可用濃鹽酸檢驗，方法是將濕潤的紅色石蕊試紙靠近氣體，試紙變藍。(或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近氣體，有白煙生成。)，故答案為：Ca(OH)2+2NH4NO3=Ca(NO3)2+2NH3↑+2H2O；將濕潤的紅色石蕊試紙靠近氣體，試紙變藍。(或用蘸有濃鹽酸的玻璃棒靠近氣體，有白煙生成。)；
(3)將CO2和NH3通入濾液I中后發生反應：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，能循環利用的為NH4NO3，故答案為：NH4NO3；
(4)白云石主要成分為CaCO3，但仍含有其它成分，若直接使用白云石進行“煅燒Ⅱ”則產品純度不高則不能直接煅燒白云石，故答案為：不能，白云石主要成分為CaCO3，但仍含有其它成分，若直接使用白云石進行“煅燒Ⅱ”則產品純度不高。