【題目】鋯及其化合物作為新材料，具有相當(dāng)重要的意義。氧氯化鋯(ZrOCl2)是制備鋯系列材料的一種重要中間產(chǎn)品，用鋯英砂(主要成分ZrSiO4)制備水合氧氯化鋯有多種方法，目前使用較多的是“一酸一堿法”，其主要流程如圖：

已知：①Na2ZrO3在強(qiáng)堿性的介質(zhì)中不溶解或水解；②硅酸和原硅酸都具有吸附性。

回答下列問題：

(1)“堿燒”過程中生成“堿熔料”的化學(xué)方程式為___。

(2)“水洗壓濾”工藝可以將30~70%的硅除去，如圖表示的是各種工藝變化對(duì)水洗除硅率的影響，則為了提高除硅率應(yīng)采取的措施是___(任意回答兩條即可)。

(3)硅的去除還有一部分是通過上述流程中的___工藝實(shí)現(xiàn)的，這一部分硅轉(zhuǎn)化成的物質(zhì)是___(填化學(xué)式)。

(4)水洗壓濾的主要目的是除硅，則轉(zhuǎn)型壓濾的主要目的是除去___，轉(zhuǎn)型壓濾過程中生成ZrO(OH)2的離子方程式為___。

(5)操作M包括___、過濾、洗滌、干燥；上述工藝若不加改進(jìn)，鋯的損失會(huì)比較大，為了減少鋯的損失，應(yīng)該改進(jìn)的措施是___。

(6)稱取3.220g產(chǎn)品(水合氧氯化鋯)，溶于鹽酸配制成1000mL溶液，取25mL于錐形瓶中，加熱至90℃以上，并滴入2滴二甲酚橙指示劑，趁熱用0.0125molL-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，當(dāng)溶液由紅色變?yōu)辄S色且半分鐘不褪色時(shí)，消耗EDTA溶液20mL。計(jì)算水合氧氯化鋯的化學(xué)式為___(EDTA與ZrO2+在上述條件下以1：1比例反應(yīng))。

【答案】ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O(或ZrSiO4+6NaOHNa4SiO4+Na2ZrO3+3H2O) 水料比在3：1～4：1之間均可；混合后立即攪拌；攪拌時(shí)間30～60分鐘均可 “轉(zhuǎn)型壓濾”和“酸化壓濾” H2SiO3(或H4SiO4) 鈉(或Na+或氯化鈉) Na2ZrO3+2H+=2Na++ZrO(OH)2 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 將濾渣洗滌，并將洗滌液并入母液中，重復(fù)操作M ZrOCl2·8H2O

【解析】

鋯英砂（主要成分為ZrSiO4，也可表示為ZrO2SiO2）加NaOH熔融，二氧化硅反應(yīng)轉(zhuǎn)化為硅酸鈉，發(fā)生反應(yīng)為ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O(或ZrSiO4+6NaOHNa4SiO4+Na2ZrO3+3H2O)，ZrSiO4轉(zhuǎn)化為Na2SiO3(或Na4SiO4)和Na2ZrO3，結(jié)合已知信息①Na2ZrO3在強(qiáng)堿性的介質(zhì)中不溶解或水解，再將堿燒后的Na2SiO3和Na2ZrO3水洗將Na2SiO3(或Na4SiO4)轉(zhuǎn)化為H2SiO3(或H4SiO4)除去，再用鹽酸進(jìn)行轉(zhuǎn)型壓濾，將未除盡的Na2SiO3(或Na4SiO4)轉(zhuǎn)化為H2SiO3(或H4SiO4)除去，同時(shí)酸性條件下Na2ZrO3轉(zhuǎn)化為ZrO(OH)2沉淀，過濾后得到濾液2中主要為氯化鈉，發(fā)生反應(yīng)為Na2ZrO3+2H+=2Na++ZrO(OH)2；再加入鹽酸進(jìn)行酸化壓濾，ZrO(OH)2與鹽酸反應(yīng)轉(zhuǎn)化為ZrOCl2，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥制得水合氧氯化鋯，據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)分析，“堿燒”過程中生成“堿熔料”的化學(xué)方程式為ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O(或ZrSiO4+6NaOHNa4SiO4+Na2ZrO3+3H2O)；

(2)“水洗壓濾”工藝可以將30~70%的硅除去，根據(jù)圖示各種工藝變化對(duì)水洗除硅率的影響，當(dāng)水料比在3：1～4：1之間、混合后立即攪拌、攪拌時(shí)間30～60分鐘，可使除硅率最高，則為了提高除硅率應(yīng)采取的措施是水料比在3：1～4：1之間均可；混合后立即攪拌；攪拌時(shí)間30～60分鐘均可；

(3)根據(jù)分析，硅的去除還有一部分是通過上述流程中的“轉(zhuǎn)型壓濾”和“酸化壓濾”工藝實(shí)現(xiàn)的，這一部分硅轉(zhuǎn)化成的物質(zhì)是H2SiO3(或H4SiO4)；

(4)根據(jù)分析，水洗壓濾的主要目的是除硅，則轉(zhuǎn)型壓濾的主要目的是除去鈉或Na+或氯化鈉，轉(zhuǎn)型壓濾過程中生成ZrO(OH)2的離子方程式為Na2ZrO3+2H+=2Na++ZrO(OH)2；

(5)操作M包括蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；上述工藝若不加改進(jìn)，鋯的損失會(huì)比較大，為了減少鋯的損失，應(yīng)該改進(jìn)的措施是將濾渣洗滌，并將洗滌液并入母液中，重復(fù)操作M；

(6)根據(jù)題意，25mL產(chǎn)品溶液消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量為0.02L×0.0125molL-1=0.00025mol，由于EDTA與ZrO2+在上述條件下以1：1比例反應(yīng)，則ZrO2+的物質(zhì)的量為0.00025mol，則3.220產(chǎn)品(水合氧氯化鋯)中水合氧氯化鋯的物質(zhì)的量=0.00025mol×=0.01mol，氧氯化鋯的物質(zhì)的量也為0.01mol，因此所含結(jié)晶水的質(zhì)量=3.22g-0.01mol×178g/mol=1.44g，則水的物質(zhì)的量為0.08mol，則氧氯化鋯與水的物質(zhì)的量的物質(zhì)的量之比=0.01mol:0.08mol=1:8，則水合氧氯化鋯的化學(xué)式為ZrOCl2·8H2O。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是

A. 2 mol·L1KCl溶液與1 mol·L1 K2SO4溶液等體積混合后，c(K+)為2 mol·L1

B. 120 g NaCl溶液中溶有20 g NaCl，該溫度下NaCl的溶解度為20 g

C. 50 mL 1 mol·L1 NaCl溶液與100 mL 0.5 mol·L1 NaCl溶液中所含的Cl物質(zhì)的量濃度相同

D. 把5 g膽礬(CuSO4·5H2O)溶于45 g水中，所得溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】現(xiàn)有下列10種有機(jī)物

①CH4 ②CH3—CCH ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩C8H18

請(qǐng)回答（填序號(hào)）：

（1）屬于炔烴的是____，屬于醇類的是____。

（2）互為同系物的是____，互為同分異構(gòu)體的是____。

（3）在有機(jī)物分子中，若某個(gè)碳原子上連接4個(gè)不同的原子或原子團(tuán)，則這種碳原子稱為“手性碳原子”。則上述有機(jī)物中含有手性碳原子的是____，本身沒有手性碳原子，但通過與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)，得到的有機(jī)物含有手性碳原子的是___。

（4）上述烷烴中一定不能由烯烴加成得到的是___，若⑩也不能由烯烴加成得到，則⑩的結(jié)構(gòu)簡式是_____。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列關(guān)于反應(yīng)與能量的說法正確的是

A.Zn(s)+CuSO4(aq)ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=216 kJ/mol：E反應(yīng)物<E生成物

B.CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH=+178.2 kJ/mol：E反應(yīng)物<E生成物

C.HCl(g)H2(g)+Cl2(g) ΔH=+92.3 kJ/mol：1 mol HCl在密閉容器中分解后放出92.3 kJ的熱量

D.H+(aq)+OH(aq)H2O(l) ΔH=57.3 kJ/mol：含1 mol NaOH的燒堿溶液與含0.5 mol H2SO4的濃H2SO4混合后放出57.3 kJ的熱量

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】化學(xué)小組實(shí)驗(yàn)探究KI和FeCl3生成KCl、I2和FeCl2的反應(yīng)存在一定限度。

實(shí)驗(yàn)：i．向5mL0.1mol/L KI溶液中滴加5～6滴0.1mol/L FeCl3溶液。充分反應(yīng)后，將所得溶液分成甲、乙、丙三等份；

ⅱ．向甲中滴加CCl4，充分振蕩；

ⅲ．向乙中滴加試劑X。

(1)將KI和FeCl3反應(yīng)的離子方程式補(bǔ)充完整。_____I-+___Fe3+______I2+_______Fe2+

(2)步驟ⅲ中，試劑X是_____________。

(3)步驟ⅱ和ⅲ的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中，能說明①中反應(yīng)存在一定限度的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是_________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某學(xué)習(xí)小組用如下圖裝置測定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。

(1)A中試劑為_______________________。

(2)實(shí)驗(yàn)前，先將鋁鎂合金在稀硝酸中浸泡片刻，其目的是_____________________。

(3)檢查氣密性，將藥品和水裝入各儀器中，連接好裝置后，需進(jìn)行的操作還有：

①記錄C的液面位置；

②將B中剩余固體過濾、洗滌、干燥，稱重；

③待B中不再有氣體產(chǎn)生并恢復(fù)至室溫后，記錄C的液面位置；

④由A向B中滴加足量試劑；

⑤檢查氣密性。上述操作的順序是______________(填序號(hào))；記錄C的液面位置時(shí)，除視線平視外，還應(yīng)____________________。

(4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。

(5)若實(shí)驗(yàn)用鋁鎂合金的質(zhì)量為a g ，測得氫氣體積為b mL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)，B中剩余固體質(zhì)量為c g，則鋁的相對(duì)原子質(zhì)量為______________。

(6)實(shí)驗(yàn)過程中，若未洗滌過濾所得的不溶物，則測得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將____________（填“偏大”、“偏小”、“不受影響”）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】鉑鈷合金在磁控、儀表等領(lǐng)域有重要用途。回答下列問題：

(1)基態(tài)Co原子價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為___________；Co與Ca處于同一周期，且核外最外層電子構(gòu)型相同，但金屬Co的熔點(diǎn)比金屬Ca的高，原因?yàn)?/span>________________。

(2)Pt與Cl、吡啶()能形成如圖所示兩種分子。

①吡啶中所含同周期元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>________________。

②1mol化合物Ⅰ中含有鍵的數(shù)目為__________________。

③相同條件下，兩種化合物中在水中溶解度更大的為__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，原因?yàn)?/span>____。

(3)某Pt-Co合金的晶體堆積模型為面心立方堆積，其中Co原子處于頂角位置、Pt原子處于面心位置，則該合金的化學(xué)式為_______。

(4)可用于檢驗(yàn)可卡因。其中陰離子的立體構(gòu)型為__，碳原子的雜化形式為____。

(5)是一種磁性材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖甲所示，俯視圖如圖乙所示。

①原子坐標(biāo)參數(shù)：A為(0，0，0)；B為(0.31，0.31，0)。則C原子的坐標(biāo)參數(shù)為__。

②若阿伏加德羅常數(shù)的值為，則晶體密度為___(列出計(jì)算表達(dá)式)。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】我國科學(xué)家設(shè)計(jì)CO2熔鹽捕獲與轉(zhuǎn)化裝置如圖1，可與太陽能電池（裝置如圖2）聯(lián)合實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)化。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（ ）

A.c接太陽能電池的P電極

B.CO2與熔鹽發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成CO32-和C2O52-

C.d極電極反應(yīng)式為CO32-+4e-=C+3O2-

D.理論上轉(zhuǎn)移4mol電子可捕獲標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO222.4L

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某化學(xué)興趣小組為探究銅跟濃硫酸的反應(yīng)，用如圖裝置進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答：

（1）裝置A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式： _________________________________。

（2）裝置B 的作用是__________________，B中廣口瓶內(nèi)應(yīng)盛放的液體是_________(填序號(hào))

①水 ②澄清石灰水

③Na2CO3溶液 ④飽和的NaHSO3 溶液

（3）裝置C和D 中產(chǎn)生的現(xiàn)象相同，但原因卻不同。C中反應(yīng)的方程式：_______________________________________，而D 中則是由于SO2 具有_______性，D中反應(yīng)的方程式：________________________。

（4）實(shí)驗(yàn)中，0.1molCu與含0.2mol硫酸的溶液反應(yīng)后，銅和硫酸都有剩余。 可以證明有余酸的實(shí)驗(yàn)方案是___________

A．可再加入鋅粒 B．可再加入氯化鋇溶液

C．再加入銀粉 D．再滴入碳酸氫鈉溶液

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