无色透明的锆石(主要成分为ZrSiO4)酷似钻石，是很好的钻石代用品。锆石又称锆英石，常含...

无色透明的锆石(主要成分为ZrSiO4)酷似钻石，是很好的钻石代用品。锆石又称锆英石，常含有铁、铝、铜的氧化物杂质。工业上一种以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如图所示：

己知：i.Zr在化合物中通常显+4价，“氯化”过程中除C、O元素外，其他元素均转化为高价氯化物；

ii.SiC14极易水解生成硅酸；ZrC14易溶于水，390℃升华；

iii.Fe(SCN)3难溶于有机溶剂MIBK，Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在有机溶剂MIBK中的溶解度。

请回答下列问题：

(1)“粉碎”锆英石的目的为 ___。

(2)①“氯化”过程中，锆英石发生的主要反应的化学方程式为 ___。

②“氯化”过程中ZrC14的产率与温度、压强的关系如图所示：

由图可知，“氯化”过程选择的最佳条件为____，“氯化”温度超过390℃时，ZrC14产率降低的原因为 ___。

(3)“滤液1”中含有的阴离子除OH-、Cl-外，还有 _______。

(4)①常用的铜抑制剂有NaCN(氰化钠)，NaCN可与铜离子反应生成Cu(CN)2{Ksp[Cu(CN)2]=4×10-10}沉淀。己知盐酸溶解后的溶液中Cu2+的浓度为1 mol∙L-1，当溶液中Cu2+浓度不大于1×10-6 mol∙L-1时即达到后续生产的要求，则欲处理1L该溶液至少需要2mol∙L-1的NaCN溶液的体积为____L(溶液混合时的体积变化忽略不计，计算结果保留两位小数)。

②由于氰化钠有剧毒，所以需要对“废液”中的氰化钠进行处理，通常选用漂白粉或漂白液在碱性条件下将氰化钠氧化，其中一种产物为空气的主要成分。请写出在碱性条件下漂白液与氰化钠反应的离子方程式____。

(5)通过“萃取”“反萃取”可以分离铁，富集锆，原理为____。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

锆石(ZrSiO4)酷似钻石且价格低廉，是钻石很好的代用品。天然锆石的主要成分是ZrSiO4，另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物杂质。工业上以天然锆石为原料制备ZrO2的工艺流程如下：

已知：i．氯化过程中除C、O外，其他元素均转化为其最高价氯化物；

ⅱ．Zr在化合物中通常显+4价；ZrC14易溶于水，400　℃时升华；

ⅲ．“配合”生成的Fe(SCN)3难溶于MIBK，Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。

(1)将锆石“粉碎”的目的是_______________________________。

(2)“氯化”过程中，ZrSiO4发生反应的化学方程式为_______________，由下图可知，“氯化”过程选择的最佳反应条件是_________ ；若“氯化”温度过高会导致ZrC14产率降低，原因是________。

(3)常用的铜抑制剂为NaCN，它可与重金属离子生成沉淀，如Cu(CN)2，其Ksp＝4.0×10－10。已知盐酸溶解后的溶液中Cu2+的浓度为1mol·L－1，若溶液中Cu2+的浓度小于等于1.0×10－6mol·L－1时可视为沉淀完全，则Cu2+沉淀完全时溶液中CN－的浓度为________mol•L－1。

(4)由于NaCN有剧毒，所以需要对“废液”中的NaCN进行处理，通常选用漂白液(有效成分是NaClO)在碱性条件下将其氧化，其产物之一是空气中的主要成分，则上述反应的离子方程式为___________。

(5)流程中“萃取”与“反萃取”可以分离铁、富集锆，简述“萃取”的原理：________________。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

一种类似钻石的装饰品——锆石(ZrSiO4)，其做为装饰品，价格低廉，外观璀璨。天然锆石中常含有Fe、Al、Cu的氧化物杂质，称为锆英石。工业上一种以锆英石为原料制备ZrO2的工艺流程如下：

Ⅰ. Zr在化合物中通常显价，氯化过程中除C、O元素外，其它元素均转化为其高价氯化物；

Ⅱ.SiCl4极易水解生成硅酸；ZrCl4易溶于水，400℃升华

Ⅲ.Fe(SCN)3难溶于MIBK，Zr (SCN) 4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。

请回答下列问题

(1)滤渣1的主要成分是：______________

(2)①“氯化”过程中，锆石(ZrSiO4)发生反应的化学方程式为______________

②ZrCl4产率随温度、压强的变化如图所示，回答问题

“氯化”过程选择的最佳条件为_______；“氯化”环节产率随温度升高先增大后减小的原因为______

(3)“滤液1”中含有的阴离子，除OH-外还有____________________

(4)①常用的铜抑制剂为NaCN (氰化钠)，NaCN可与重金属阳离子反应，生成溶度积较小的沉淀(如Cu(CN)2，Ksp=4×10-10)，已知盐酸溶解后的溶液中Cu2+的浓度为1mol/L，若需要溶液中Cu2+浓度等于1.0×10-6 mol/L，则预处理1L该溶液需要1mol/LNaCN溶液的体积为_____________(假设溶液混合后体积可以相加，计算结果保留两位小数)

②由于氰化钠有剧毒，因此需要对“废液”中的氰化钠进行处理，通常选用漂白粉或漂白液在碱性条件下将其氧化，其中一种产物为空气的主要成分，则在碱性条件下漂白液与氰化钠反应的离子方程式为_____________

高三化学综合题困难题查看答案及解析

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

锆(40Zr)是现代工业的重要金属原料，具有良好的可塑性，抗蚀性能超过钛。以锆英石(主要成分是ZrSiO4，还含有少量A12O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料生产锆及其化合物的流程如图所示：

（1）SiCl4的电子式为__________。上述流程中，高温气化存在多个反应，若不考虑反应中的损失，则分馏后得到的SiCl4质量通常比由纯ZrSiO4发生的反应得到的SiCl4质量大，原因是___________________________________________________。

（2）高温气化后的固体残渣除C外，还含有的金属元素有________

（3）写出上述流程中ZrCl4与水反应的化学方程式：_____________________。　　

（4）锆还是核反应堆燃料棒的包裹材料，锆合金在高温下与水蒸气反应产生氢气，二氧化锆可以制造耐高温纳米陶瓷。下列关于锆、二氧化锆的叙述中，正确的是_____(填序号)。

a．锆合金比纯锆的熔点高，硬度小

b．二氧化锆陶瓷属于新型无机非金属材料

c．将一束光线通过纳米级二氧化锆会产生一条光亮的通路

d．可采用氦作反应堆包裹核燃料的锆合金的冷却剂

（5）工业上电解K2ZrF6与KCl等组成的熔体也可制取金属锆。写出电解的总反应方程式并标明

电子转移的方向和数目 _________________________________________________。

（6）某燃料电池是以C2H4作为燃料气，另一极通入氧气，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－，则负极上发生的反应式为_____________________。

（7）极稀溶液中溶质的物质的量浓度很小，常用其负对数pc表示（pcB=－lgcB）。如某溶液中溶质的物质的量浓度为1×10﹣5mol·L﹣1 ，则该溶液中溶质的pc=5。下列说法正确的是_____

A．电解质溶液的pc（H+）与pc（OH﹣）之和均为14

B．用盐酸滴定某浓度的KOH溶液，滴定过程中pc（H+）逐渐增大

C．BaCl2溶液中逐滴加入硫酸溶液，滴加过程中pc（Ba2+）逐渐减小

D．某温度下Ksp（Zr(CO3)2）=4.0×10﹣12 ，则其饱和溶液中pc（Zr4+）+ pc（CO32﹣）=7.7

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

氧化材料具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良的物化性能。以锆英石(主要成分为 ZrSiO4，含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料通过碱熔法制备氧化锆(ZrO2)的流程如下：

25℃时，有关离子在水溶液中沉淀时的pH数据：

请回答下列问题：

(1)流程中旨在提高化学反应速率的措施有___________。

(2)操作I的名称是___________滤渣2的成分为___________。

(3)锆英石经“高温熔融”转化为Na2ZrO3，写出该反应的化学方程式：___________。

(4)“调节pH”时，合适的pH范围是___________。为了得到纯的ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是___________。

(5)写出“高温煅烧”过程的化学方程式___________。根据ZrO2的性质，推测其两种用途___________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

氧化材料具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良的物化性能。以锆英石(主要成分为 ZrSiO4，含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料通过碱熔法制备氧化锆(ZrO2)的流程如下：

25℃时，有关离子在水溶液中沉淀时的pH数据：

请回答下列问题：

(1)流程中旨在提高化学反应速率的措施有___________。

(2)操作I的名称是___________滤渣2的成分为___________。

(3)锆英石经“高温熔融”转化为Na2ZrO3，写出该反应的化学方程式：___________。

(4)“调节pH”时，合适的pH范围是___________。为了得到纯的ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是___________。

(5)写出“高温煅烧”过程的化学方程式___________。根据ZrO2的性质，推测其两种用途___________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

氧化材料具有高硬度、高强度、高韧性、极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等优良的物化性能。以锆英石(主要成分为 ZrSiO4，含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料通过碱熔法制备氧化锆(ZrO2)的流程如下：

25℃时，有关离子在水溶液中沉淀时的pH数据：

请回答下列问题：

(1)流程中旨在提高化学反应速率的措施有___________。

(2)操作I的名称是___________滤渣2的成分为___________。

(3)锆英石经“高温熔融”转化为Na2ZrO3，写出该反应的化学方程式：___________。

(4)“调节pH”时，合适的pH范围是___________。为了得到纯的ZrO2，Zr(OH)4需要洗涤，检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是___________。

(5)写出“高温煅烧”过程的化学方程式___________。根据ZrO2的性质，推测其两种用途___________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

二氧化锆(ZrO2)是最重要的氧离子固体电解质，用于制造燃料电池、氧气含量测定仪等。可由锆英砂（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2；含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质）通过如下工艺流程法制得。

已知：①ZrO2具有两性，高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3，与酸反应生成ZrO2+。②部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：

请回答下列问题：

⑴烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为_______________________；

滤渣I的化学式为______________________________。

⑵调节pH=a 的目的是________________________________________；用氨水调节pH=b后发生反应的离子方程式为______________________________________________。

⑶以滤渣II为主要原料制取铁红，请简述实验方法________________________。

⑷工业上用铝热法冶炼锆，写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式：

________________________________________________________。

⑸一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2－，一极通入空气，另一极通入甲烷，写出负极的电极反应式为___________________________。

高三化学简答题中等难度题查看答案及解析

二氧化锆(ZrO2)是最重要的氧离子固体电解质，用于制造燃料电池、氧气含量测定仪等。可由锆英砂（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2·SiO2；含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2杂质）通过如工艺流程法制得。

已知：①ZrO2具有两性，高温与纯碱共熔生成可溶于水的Na2ZrO3，与酸反应生成ZrO2+。

②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。

请回答下列问题：

（1）已知Zr元素的原子序数是40，请写出它在周期表中的位置：____________________________。

（2）烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为__________________________；滤渣1的化学式为__________。

（3）调节pH=a时，a的范围应该是__________________；用氨水调节pH=b时，所发生反应的离子方程式为_______________________________________。

（4）本题的流程中，一共有三步过滤操作，北中最后一步过滤所得的Zr(OH)4沉淀需要洗涤，证明该沉淀已经洗涤干净的最佳操作方法是：______________________________________。

（5）工业上用铝热法冶炼锆，写出以ZrO2通过铝热法制取锆的化学方程式：________________。

（6）一种新型燃料电池用掺杂Y2O3的ZrO2晶体作电解质在熔融状态下传导O2-，一极通入空气，另一极通入乙烷，写出负极的电极反应式：________________________________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析