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ZrO2是重要的耐高温材料，可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石的主要成分为ZrSiO4，另外还含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质，工业上以天然锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下图所示：

已知：Fe（SCN）3难溶于MIBK; Zr（SCN）4在水中的溶解度不大，易溶于MIBK。

请回答下列问题：

（1）ZrSiO4锆元素的化合价为____________。

（2）“氯化”主反应为ZrSiO4（s）＋2C（s）＋4Cl2（g）ZrCl4（g）＋SiCl4（g）＋2CO2（g）　ΔH<0，相同时间内ZrCl4的产率随温度变化如图所示，由图可知“氯化”的最佳温度是________________。“氯化”过程中ZrCl4的产率随温度升高先增大后减小的原因是_________。

（3）写出Al2O3高温“氯化”过程中转化为AlCl3的化学方程式： ____________。

（4）本流程使用NaCN除铜，若盐酸“溶解”后溶液中的c（Cu2＋）＝0.01 mol·L－1，当溶液中Cu2＋开始沉淀时，c（CN－）＝______________。{已知Ksp[Cu（CN）2]＝4.00×10－10}

（5）实验室进行“萃取”和“反萃取”的玻璃仪器是________。流程中“萃取”与“反萃取”的目的是_______。

高三化学工业流程中等难度题

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试题答案

试题解析

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ZrO2是重要的耐高温材料，可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石的主要成分为ZrSiO4，另外还含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质，工业上以天然锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下图所示：
已知：Fe（SCN）3难溶于MIBK; Zr（SCN）4在水中的溶解度不大，易溶于MIBK。
请回答下列问题：
（1）ZrSiO4锆元素的化合价为____________。
（2）“氯化”主反应为ZrSiO4（s）＋2C（s）＋4Cl2（g）ZrCl4（g）＋SiCl4（g）＋2CO2（g）　ΔH<0，相同时间内ZrCl4的产率随温度变化如图所示，由图可知“氯化”的最佳温度是________________。“氯化”过程中ZrCl4的产率随温度升高先增大后减小的原因是_________。
（3）写出Al2O3高温“氯化”过程中转化为AlCl3的化学方程式： ____________。
（4）本流程使用NaCN除铜，若盐酸“溶解”后溶液中的c（Cu2＋）＝0.01 mol·L－1，当溶液中Cu2＋开始沉淀时，c（CN－）＝______________。{已知Ksp[Cu（CN）2]＝4.00×10－10}
（5）实验室进行“萃取”和“反萃取”的玻璃仪器是________。流程中“萃取”与“反萃取”的目的是_______。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
ZrO2是重要的耐温材料，可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石(ZrSiO4)含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质，工业以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下：
已知：Fe(SCN)3难溶于MIBK； Zr(SCN)4在水中溶解度不大，易溶于MIBK。
(1)锆英石中锆元素的化合价为____________。
(2)氯化主反应：ZrSiO4(s)+2C(s)+4Cl2(g) ZrCl4(g)+SiCl4(g)+2CO2(g)　 △H<0，ZrC14的产率随温度变化如图所示，由图可知氯化的最佳条件是_________。氯化过程ZrC14的产率随温度升高先增大后减小的原因是 __________。
(3)写出A12O3高温氯化过程中转化为AlC13的化学方程式___________________；
(4)Na2S、H2S、NaCN等均为常用的铜沉淀剂，本流程使用NaCN除铜，不采用Na2S、H2S的原因是__________（用离子方程式解释）。若盐酸溶解后溶液中c(Cu2+)=0.01mol/L，当溶液中Cu2+开始沉淀时，c(CN-)= ___________。(已知Ksp[Cu(CN)2]=4.00×10-10)
(5)实验室进行萃取和反萃取的仪器是_______。流程中萃取与反萃取的目的是_________。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
ZrO2是重要的耐温材料，可用作陶瓷遮光剂。天然锆英石(ZrSiO4)含有铁、铝、铜等金属元素的氧化物杂质，工业以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下：
已知：Fe(SCN)3难溶于MIBK； Zr(SCN)4在水中溶解度不大，易溶于MIBK。
(1)锆英石中锆元素的化合价为____________。
(2)氯化主反应：ZrSiO4(s)+2C(s)+4Cl2(g) ZrCl4(g)+SiCl4(g)+2CO2(g)　 △H<0，ZrC14的产率随温度变化如图所示，由图可知氯化的最佳条件是_________。氯化过程ZrC14的产率随温度升高先增大后减小的原因是 __________。
(3)写出A12O3高温氯化过程中转化为AlC13的化学方程式___________________；
(4)Na2S、H2S、NaCN等均为常用的铜沉淀剂，本流程使用NaCN除铜，不采用Na2S、H2S的原因是__________（用离子方程式解释）。若盐酸溶解后溶液中c(Cu2+)=0.01mol/L，当溶液中Cu2+开始沉淀时，c(CN-)= ___________。(已知Ksp[Cu(CN)2]=4.00×10-10)
(5)实验室进行萃取和反萃取的仪器是_______。流程中萃取与反萃取的目的是_________。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
(14分)锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4)，含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆流程之一如下：
试回答下列问题：
(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO)：_______________________________________________。
(2)写出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反应方程式： ______________ ______________________________________________。
(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是________(单选)。
A．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料
B．1 nm＝10－10m
C．锆合金的硬度比纯锆要高
D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气
爆炸引起的
(4)一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的二氧化锆(ZrO2)晶体，在熔融状态下能传导O2－。在熔融电解质中，O2－向________(填“正”或“负”)极移动。电池正极电极反应为__________________，负极电极反应为________________________________。

高三化学填空题困难题查看答案及解析
纳米二氧化锆(ZrO2)是制备特种陶瓷(china)最重要的原料之一。由锆英石(主要成分为ZrSiO4)制备二氧化锆的工艺流程如图所示：
（1）写出“碱熔”时主要反应的化学方程式__________________________________。
（2）“水洗”所产生的“废液”主要成分为NaOH 和__________（填化学式），试写此成分的一种用途________________________________。
（3）写出“酸分解”生成ZrO2+反应的离子方程式__________________________________。
（4）根据图（1）分析ZrO2+浓度对ZrO2粒径的影响_____________________________________。
（5）ZrO2+溶液中常含有Fe3+（浓度为0.03mol·L-l），一般用草酸络合处理净化。若未净化处理直接加入氨水调节溶液pH，能否使ZrO2+完全转化为纯净的ZrO(OH)2沉淀，试通过计算说明。已知ZrO2+完全沉淀时浓度为1.0×10 -5 mol·L-l ，ZrO(OH)2、Fe(OH)3的Ksp分别为4.0×10-26、8.0×10-38， ≈3.16。__________________________________________________。
（6）ZrO(OH)2煅烧制取纳米ZrO2时，升温速率与重量百分率之间的关系如图（2）所示。
煅烧时最佳升温速率为________________，理由是______________________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析
锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石（ZrSiO4）含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，碱熔法生产锆的流程如下：
已知25℃时部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物

Zr(OH)4

Fe(OH)3

Al(OH)3

Fe(OH)2

开始沉淀时pH

1.2

2.7

3.4

6.3

完全沉淀时pH

2.4

3.2

5.2

9.7

（1）完成高温熔融时的主要反应方程式：ZrSiO4 + 4NaOH　＝　 Na2ZrO3 + 　　　　　　　　　 +　　　　　　　　
（2）为了提高浸出率可采取的方法有　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　（列举两种）
（3）生成滤渣2的成分　　　　　　　　　　　　　　　　　（用化学式表示）
（4）用氨水将滤液2的pH调至　　 ≤pH＜　　　，目的是　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）往流程中滤渣1中加入盐酸溶液，过滤不溶物后，再将滤液在不断通入　　　　　　气流同时蒸发结晶，可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体。

高三化学填空题极难题查看答案及解析
锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷．我国有丰富的锆英石（ZrSiO4）含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，碱熔法生产锆的流程如下：
已知25℃时部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物

Zr（OH）4

Fe（OH）3

Al（OH）3

Fe（OH）2

开始沉淀时pH

1.2

2.7

3.4

6.3

完全沉淀时pH

2.4

3.2

5.2

9.7

（1）完成高温熔融时的主要反应方程式：
ZrSiO4+4NaOH═Na2ZrO3+　　　　　 +　　　　
（2）为了提高浸出率可采取的方法有　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　（列举两种）
（3）生成滤渣2的成分　　　　　　　　　（用化学式表示）
（4）用氨水将滤液2的pH调至　　　　　　 ≤pH＜　　　　　　，目的是　　　　　　　　　　　．
（5）往流程中滤渣1中加入盐酸溶液，过滤不溶物后，再将滤液在不断通入　　　　　　　　气流同时蒸发浓缩、　　　　　、　　　　　，可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体．

高三化学实验题困难题查看答案及解析
锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO₂）可以制造耐高温纳米陶瓷．我国有丰富的锆英石（ZrSiO₄），含Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等杂质，生产锆的流程之一如下：

（1）写出上述流程中高温气化的反应方程式（碳转化成CO）：______ ZrCl₄+SiCl₄+4CO
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO₂）可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石（ZrSiO₄），含Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等杂质，生产锆流程之一如下：
试回答下列问题：
（1）写出上述流程中高温气化的反应方程式（碳转化成CO）：________；
（2）写出ZrOCl₂•8H₂O在900℃ 生成ZrO₂的反应方程式________；
（3）关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是________（单选）；
A．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料
B．1纳米=10^－¹⁰米
C．锆合金的硬度比纯锆要高
D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起
（4）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O²^－。在熔融电解质中，O²^－向________(填正负)极移动。电池正极电极反应为：，负极电极反应为：________。

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析
锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业,锆(Zr)元素是核反应堆燃料棒的包裹材料,二氧化锆(ZrO2)可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石(ZrSiO4),含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质,生产锆流程之一如下:
试回答下列问题:
(1)写出上述流程中高温气化的反应方程式(碳转化成CO):　　　　　　　　　　　　 ;
(2)写出ZrOCl2·8H2O在900 ℃生成ZrO2的反应方程式　　　　　　　　　　　 ;
(3)关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是　　　(单选)。
A.二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料
B.1纳米=10-10米
C.锆合金的硬度比纯锆要高
D.日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起

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