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1.(2015广东)(16分)七铝十二钙(12CaO·7Al2O3)是新型的超导材料和发光材料,用白云石(主要含CaCO3
和MgCO3)和废Al片制备七铝十二钙的工艺如下:
(1)煅粉主要含MgO和 ,用适量的NH4NO3溶液浸取煅粉后,镁化合物几乎不溶, 若溶液I中c(Mg2+)小于5×10-6mol·L-1,则溶液pH大于 (Mg(OH)2的Ksp=5×10-12);该工艺中不能用(NH4)2SO4代替NH4NO3,原因是 。
(2)滤液I中的阴离子有 (忽略杂质成分的影响);若滤液I中仅通入CO2,会生成 ,从而导致CaCO3产率降低。
(3)用NaOH溶液可除去废Al片表面的氧化膜,反应的离子方程式为 。
(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,电解总反应方程式为 。
(5)一种可超快充电的新型铝电池,充放电时AlCl4—和Al2Cl7—两种离子在Al电极上相互转化,其它离子不参与电极反应,放电时负极Al的电极反应式为 。
【答案】(1)CaO;11;加入(NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物,在过滤时会被除去,造成生成的CaCO3减少。(2)NO3—、OH—;Ca(HCO3)2 (3)2OH—+Al2O3=2AlO2—+H2O(4)2Al+6H20 2Al(OH)3↓+3H2↑
(5) Al-3e-+7 AlCl4—=4 Al2Cl7—
(NH4)2SO4会生成CaSO4微溶物,在过滤时会被除去,从而造成生成的CaCO3减少。(2)从流程中看出NO3—没有被除去,故滤液I中的阴离子有NO3—,CaO溶于水生成Ca(OH)2,故溶液中还有OH—;若滤液I中仅通入CO2,过量的CO2会与CaCO3生成Ca(HCO3)2 从而导致CaCO3产率降低。(3)Al表面的氧化膜 的成分是Al2O3,该物质是两性氧化物,NaOH可以与之发生反应。NaOH溶液与Al2O3反应的离子方程式为:2OH—+Al2O3=2AlO2—+H2O;(4)电解制备Al(OH)3时,电极分别为Al片和石墨,Al作阳极,石墨作阴极。Al在阳极放电,溶液中的H+在阴极放电,破坏了水