Question

【題目】七鋁十二鈣(12CaO·7Al2O3)是新型的超導(dǎo)材料和發(fā)光材料。用白云石(主要含CaCO3和MgCO3)和廢Al片制備七鋁十二鈣的工藝如下：

(1)煅粉主要含MgO和____________，用適量NH4NO3溶液浸取煅粉后，鎂化合物幾乎不溶；若濾液Ⅰ中c(Mg2＋)小于5×10－6 mol·L－1，則溶液pH大于________[Mg(OH)2的Ksp＝5×10－12]；該工藝中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3，原因是_________________。

(2)濾液Ⅰ中的陰離子有________(忽略雜質(zhì)成分的影響)；若濾液Ⅰ中僅通入CO2，會生成_________________，從而導(dǎo)致CaCO3產(chǎn)率降低。

(3)用NaOH溶液可除去廢Al片表面的氧化膜，反應(yīng)的離子方程式為____________。

(4)電解制備Al(OH)3時，電極分別為Al片和石墨，電解總反應(yīng)方程式為____________。

(5)一種可超快充電的新型鋁電池，充放電時AlCl和Al2Cl兩種離子在Al電極上相互轉(zhuǎn)化，其他離子不參與電極反應(yīng)，放電時負極Al的電極反應(yīng)式為__________________________________。

Answer 1

【答案】(1)CaO 11 易生成硫酸鈣沉淀而導(dǎo)致碳酸鈣產(chǎn)率降低

(2)NO、OH－ Ca(HCO3)2

(3)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O

(4)2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑

(5)Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl

【解析】(1)碳酸鈣和碳酸鎂受熱均易分解，生成氧化鎂和氧化鈣，因此另一種物質(zhì)為氧化鈣；根據(jù)溶度積常數(shù)可計算出氫氧根離子濃度為1×10－3mol/L，因此氫離子濃度為1×10－11mol/L，所以pH應(yīng)大于11；如果用硫酸銨代替硝酸銨，鈣離子與硫酸根離子能形成硫酸鈣沉淀。

(2)濾液Ⅰ中的陰離子包括加入硝酸銨引入的硝酸根離子，水電離生成的氫氧根離子。如果只通入二氧化碳，可能會生成碳酸氫鈣，從而導(dǎo)致碳酸鈣的產(chǎn)率降低。

(3)氧化鋁與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為：Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O。

(4)陽極上為鋁失電子生成鋁離子，陰極上為氫離子得電子生成氫氣，其電解總反應(yīng)方程式為2Al＋6H2O2Al(OH)3＋3H2↑。

(5)因為沒有其他離子放電，因此負極反應(yīng)式為Al－3e－＋7AlCl===4Al2Cl。