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（...

(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________________________________。

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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O^2－。在熔融电解质中，O^2－向________(填正负)极移动。电池正极电极反应为：  ，负极电极反应为：________。

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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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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：

（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。

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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：

（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．

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最近有人利用反应“2C4H10＋13O2=8CO2＋10H2O”制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入丁烷，电池的电解质是掺杂了Y2O3(三氧化二钇)的ZrO2(二氧化锆)晶体，它在高温下能传导O2－。试回答下列问题：

(1)固体电解质中的O2－向　　 　　 　　 极移动(填“正”或“负”)；写出该燃料电池的电极反应式：电池正极　　　　 　　　 ；电池负极　　　 　　　 　 。

(2)用上述电池电解Cr2(SO4)3的酸性水溶液时，阳极的电极反应式为　　 　　　　　 。电解一段时间后，阳极区域的pH将　　　 　　 　 (填“增大”、“减小”或“不变”)。在该实验中，当阴极析出金属10.4g(不考虑能量的损失)时，电池中消耗丁烷(摩尔质量为58g/mol)的质量最少是　　 　 　　 g(结果精确至0.01g)。

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科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空。如图1所示装置中，以稀土金属材料作惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2－离子(O2＋4e－―→2O2－)。

(1)c电极的名称为　　　　　 ，d电极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

(2)如图2所示用惰性电极电解100 mL 0.5 mol·L－1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ，若a电极产生56 mL(标准状况)气体，则所得溶液的pH＝　　　　　 (不考虑溶液体积变化)，若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入　　　　　 (填序号)。

a．CuO　　　　 　　　　 b．Cu(OH)2

c．CuCO3 　　　　　 d．Cu2(OH)2CO3

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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_______。

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科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高．一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸汽，其中电池的电解质是掺杂了Y2O3（Y为钇）的ZrO2 （Zr为为锆）晶体，它在高温下能传导O2﹣离子，若以丁烷（C4H10）代表汽油，总反应为2C4H10+13O2=8CO2+10H2O．有关该电池说法错误的是（　 ）

A．该电池负极的电极反应式为：2C4H10+26O2﹣﹣52e﹣=8CO2+10H2O

B．O2﹣向负极移动

C．该电池正极的电极反应式为：O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣

D．丁烷在放电时发生氧化反应

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