【題目】氧化鋯(ZrO2)材料具有高硬度、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度、高韌性、極高的耐磨性及耐化學(xué)腐蝕性等優(yōu)良的物化性能。以鋯英石(主要成分為 ZrSiO4,含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì))為原料通過堿熔法制備氧化鋯(ZrO2)的流程如下:

25℃時(shí),有關(guān)離子在水溶液中沉淀時(shí)的pH數(shù)據(jù):

Fe(OH)3

Zr(OH)4

Al(OH)3

開始沉淀時(shí)pH

1.9

2.2

3.4

沉淀完全時(shí)pH

3.2

3.2

4.7

請(qǐng)回答下列問題:

(1)流程中旨在提高化學(xué)反應(yīng)速率的措施有________________________________

(2)操作I的名稱是__________________,濾渣1成分為_________,濾渣2的成分為_____________。

(3)鋯英石經(jīng)高溫熔融轉(zhuǎn)化為Na2ZrO3,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。

(4)“調(diào)節(jié)pH”時(shí),合適的pH范圍是__________________。為了得到純的ZrO2Zr(OH)4需要洗滌,檢驗(yàn)Zr(OH)4是否洗滌干凈的方法是__________________。

(5)寫出高溫煅燒過程的化學(xué)方程式________________________________。根據(jù)ZrO2的性質(zhì),推測(cè)其一種用途________________________________

【答案】粉碎、高溫 過濾 Fe2O3 H2SiO3 4NaOH+ZrSiO4Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O 3.2~3.4 取最后一次洗滌液加入硝酸銀溶液和稀硝酸,沒有白色沉淀證明洗滌干凈 ZrOH4ZrO2+2H2O 耐火材料、坩堝、打磨材料牙齒材料等

【解析】

鋯英砂(主要成分為ZrSiO4,還含少量Fe2O3Al2O3、SiO2等雜質(zhì))加NaOH熔融,二氧化硅反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硅酸鈉,ZrSiO4轉(zhuǎn)化為Na2SiO3Na2ZrO3,氧化鋁和氫氧化鈉反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,水浸過濾,濾渣1Fe2O3,得到濾液1中加過量鹽酸酸浸,Na2SiO3HCl生成硅酸沉淀,偏鋁酸鈉和過量鹽酸反應(yīng)得到氯化鋁,濾渣2H2SiO3,濾液中含有ZrO2+、Al3,加氨水調(diào)節(jié)pH3.23.4使ZrO2+轉(zhuǎn)化為ZrOH4沉淀,過濾、洗滌,得到ZrOH4,加熱分解,即可得到ZrO2。

(1)流程中旨在提高化學(xué)反應(yīng)速率的措施有粉碎固體,升高溫度。

(2)操作Ⅰ用于分離固體和液體,操作I的名稱是過濾,濾渣1成分為Fe2O3,濾渣2的成分為H2SiO3。

(3)鋯英石經(jīng)高溫熔融轉(zhuǎn)化為Na2ZrO3,高溫下,ZrSiO4NaOH反應(yīng)生成Na2SiO3Na2ZrO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:4NaOH+ZrSiO4Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O。

(4)“調(diào)節(jié)pH”時(shí),合適的pH范圍是3.23.4使ZrO2+完全轉(zhuǎn)化為ZrOH4沉淀,且避免生成AlOH3;ZrOH4表面為附著Cl等,為了得到純的ZrO2,Zr(OH)4需要洗滌,檢驗(yàn)Zr(OH)4是否洗滌干凈的方法是:取最后一次洗滌液,向其中滴加稀硝酸,再滴加硝酸銀溶液,若無沉淀生成,則ZrOH4洗滌干凈。

(5)“高溫煅燒過程的化學(xué)方程式ZrOH4ZrO2+2H2O。根據(jù)ZrO2的性質(zhì),推測(cè)其一種用途,推測(cè)其兩種用途有耐火材料、磨料等。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】、、、四種元素原子的核電荷數(shù)依次增大,它們的簡(jiǎn)單離子的電子層數(shù)相同且最外層電子數(shù)均為8元素原子的層電子數(shù)與、層電子數(shù)之和相等,元素原子的、層電子數(shù)之和等于電子總數(shù)的一半。試回答下列問題。

1)四種元素的符號(hào)依次是______,______,____________;它們的原子半徑由大到小的順序是______(用元素符號(hào)表示)。

2)試寫出四種元素的離子結(jié)構(gòu)示意圖:______,____________,______。它們的離子半徑由大到小的順序是______(用離子符號(hào)表示)。

3)分別寫出四種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式:______。

4)分別寫出、兩元素的氣態(tài)氫化物的化學(xué)式:______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室可通過反應(yīng):3Cl2+6KOH5KCl+KC1O3+3H2O 制取KC1O3,再用稍潮濕KC1O3和草酸(H2C2O4) 60℃時(shí)反應(yīng)制取ClO2氣體,裝置如圖所示。ClO2是一種黃綠色有刺激性氣味的氣體,其熔點(diǎn)為-59℃,沸點(diǎn)為11.0℃,易溶于水。

請(qǐng)回答下列問題:

1A 中反應(yīng)的主要產(chǎn)物有:某種正鹽、ClO2CO2等,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____。

2)請(qǐng)分析裝置圖,進(jìn)行補(bǔ)充和完善。A部分缺________裝置,B部分還應(yīng)補(bǔ)充_______裝置,還有一處設(shè)計(jì)明顯不合理的是___________(填“A”“B”“C”)。

3C中的試劑為NaOH溶液時(shí),反應(yīng)生成NaClO3NaClO2,寫出該反應(yīng)的離子方程式____。

4)在密閉容器中向9℃的KOH溶液中通入少量Cl2,此時(shí)Cl2的氧化產(chǎn)物主要是______;繼續(xù)通入適量Cl2,將溶液加熱,溶液中主要離子的濃度隨溫度的變化如圖所示,圖中甲、乙、丙依次表示的離子是__________、____________________(不考慮Cl2的揮發(fā))。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某溶液中可能含K+、Ba2+、Na+、NH4+、Cl、SO42、AlO2、OH中的幾種,向其中通入CO2氣體,產(chǎn)生沉淀的量與通入CO2的量之間的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的

A. CD段的離子方程式可以表示為:CO32+CO2+H2O═2HCO3

B. 肯定不存在的離子是SO42、OH

C. 該溶液中能確定存在的離子是Ba2+、AlO2、NH4+

D. OA段反應(yīng)的離子方程式:2AlO2+CO2+3H2O═2Al(OH)3↓+CO32

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)被氧化為1 mol SO3(g)的ΔH1-99 kJ/mol。請(qǐng)回答下列問題:

(1)圖中A、C分別表示_____、____E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響?____(填)。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低?____,理由是_________。

(2)圖中ΔH____kJ/mol。

(3)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol·L1·min1,則v(O2)=____ mol·L1·min1,v(SO3)=___mol·L1·min1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,下列各組離子一定能在指定溶液中大量共存的是

A. 能使pH試紙顯藍(lán)色的溶液中:Na+、ClO、Fe3+、SO42-

B. 含有大量Al3+的溶液中:K+、Mg2+、NO3、HCO3

C. =1×10-13mol·L-1的溶液中:NH4、Ca2+、Cl、NO3

D. 常溫下由水電離出的c(H+)=10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、HCO3、Cl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是( 。

A.1mol氯化鐵完全溶于水制成膠體,其中所含膠體粒子數(shù)目小于NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L HF中含有的氟原子數(shù)目為NA

C.常溫下,2.8g C2H4C3H6的混合物中共價(jià)鍵數(shù)為0.6NA

D.1LNA個(gè)Al3+Al(NO3)3液中,NO3-物質(zhì)的量濃度大于3 mol/L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某微生物電解池(MEC)制氫工作原理如右圖所示。用該電解池電解0.1mol·L-1CH3COOH溶液,下列說法正確的是

A.Y為電源的正極

B.該電解裝置中,陽極的電極反應(yīng)式為:CH3COOH+2H2O+8e-= 2CO2↑+8H+

C.當(dāng)2mol H通過質(zhì)子交換膜時(shí),則標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生22.4L H2

D.電解一段時(shí)間后,溶液中的值變小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列框圖涉及的物質(zhì)所含元素中,除一種元素外,其余均為118號(hào)元素。

已知:A、F為無色氣體單質(zhì),B為具有刺激性氣味的氣體,化學(xué)家哈伯因合成B獲得1918年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。C為黑色氧化物,E為紫紅色金屬單質(zhì),I為藍(lán)色沉淀(部分反應(yīng)的產(chǎn)物未列出)。請(qǐng)回答下列問題:

(1)常溫下鋁遇到G的濃溶液后表面形成一層致密的保護(hù)膜,該現(xiàn)象稱為___________。

(2)EG的稀溶液反應(yīng)的離子方程式為_________。

(3)25 ℃和101 kPa的條件下,將VLB氣體溶于100 mL水中,得到密度為ρg·mL1的溶液M,則M溶液的物質(zhì)的量濃度為________ mol·L1。(已知25 ℃、101 kPa條件下氣體摩爾體積為24.5 L·mol1,不必化簡(jiǎn))

(4)分別蘸取B的濃溶液和G的濃溶液的玻璃棒,接近后的現(xiàn)象是_________。

(5)BC反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

(6)JK是同種金屬的不同氯化物,K為白色沉淀。寫出SO2還原J生成K的離子方程式:______。

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