Question

【題目】工業(yè)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(dǎo)材料12CaO·7Al2O3。

（1）若在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行“煅燒Ⅰ”的操作，可將樣品放在_____________（填儀器名稱(chēng)）中加熱；操作Ⅰ的名稱(chēng)是_____________。

（2）“浸出”過(guò)程中，CaO先與水反應(yīng)生成Ca(OH)2，寫(xiě)出Ca(OH)2與NH4NO3溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________；檢驗(yàn)“浸出”過(guò)程中有NH3生成的方法是___________。

（3）溶液X在流程中能循環(huán)利用，其中所含主要溶質(zhì)的化學(xué)式為______。

（4）“煅燒Ⅱ”時(shí)發(fā)生反應(yīng)為：12CaCO3＋7Al2O312CaO·7Al2O3+12CO2↑。能否直接用白云石進(jìn)行此步反應(yīng)？請(qǐng)說(shuō)明理由_____。

Answer 1

【答案】坩鍋 過(guò)濾 Ca(OH)2＋2NH4NO3＝Ca(NO3)2＋2NH3↑＋2H2O 將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近氣體，試紙變藍(lán)。（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(jìn)行“煅燒Ⅱ”則產(chǎn)品純度不高

【解析】

白云石煅燒主要發(fā)生反應(yīng)：CaCO3CaO+CO2↑，在鍛粉中加入適量的NH4NO3溶液后，與CaO反應(yīng)生成Ca(NO3)2和NH3H2O，故過(guò)濾后溶液中含Ca(NO3)2和NH3H2O，將CO2和NH3通入濾液I中后發(fā)生反應(yīng)：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，過(guò)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(yīng)在坩堝中進(jìn)行，操作Ⅰ用于分離固體和液體，應(yīng)為過(guò)濾操作，故答案為：坩鍋；過(guò)濾；
(2)Ca(OH)2與NH4NO3溶液反應(yīng)生成硝酸鈣和氨氣，反應(yīng)的化學(xué)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(yàn)，也可用濃鹽酸檢驗(yàn)，方法是將濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙靠近氣體，試紙變藍(lán)。(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(rùn)的紅色石蕊試紙靠近氣體，試紙變藍(lán)。(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(fā)生反應(yīng)：Ca(NO3)2+2NH3+CO2+H2O=CaCO3↓+2NH4NO3，能循環(huán)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(jìn)行“煅燒Ⅱ”則產(chǎn)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(jìn)行“煅燒Ⅱ”則產(chǎn)品純度不高。