题目内容
【题目】ZrO2常用作陶瓷材料,可由锆英砂(主要成分为ZrSiO4,也可表示为ZrO·SiO2, 还含少量Fe2O3、A12O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取。
已知:ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+。
(1)在熔融时NaOH和ZrSiO4发生反应的化学方程式为________________,滤渣I的化学式为_______。
(2)用氨水调pH=a是为了使滤液I的杂质离子_______(填离子符号)完全沉淀,而ZrO2+不沉淀;继续加氨水至pH=b时,所发生反应的离子方程式为____________________________。
(3)过滤III所得滤液含有NH4Cl,向其中加入CaCO3粉末并加热,可得到两种气体。该反应的离子方程式为_______________。
(4)为得到纯净的ZrO2,Zr(OH)4需要洗涤,检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是______________。
【答案】 ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O H2SiO3(或 H4SiO4) Fe3+、Al3+ ZrO2++2NH3 H2O+H2O =Zr(OH)4↓+2NH4+ 2NH4++CaCO3=Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O 取最后一次洗涤液,向其中滴加稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则Zr(OH)4洗涤干净
【解析】(1)锆英砂在NaOH熔融下,生成Na2ZrO3、Na2SiO3、Na[Al(OH)4],Fe2O3不溶,再加入HCl酸浸时,Fe2O3溶解生成Fe3+,Na2ZrO3转化成ZrO2+,Na2SiO3转化成H2SiO3沉淀,Na[Al(OH)4]转化成Al3+,ZrSiO4与NaOH反应为非氧化还原反应,根据元素守恒可配平反应:ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O;(2)加入氨水,使Fe3+、Al3+杂质除去,但不可使ZrO2+沉淀,所以pH的范围为5.2~6.2。继续加入氨水,使ZrO2+转化为Zr(OH)4沉淀,所发生反应的离子方程式为ZrO2++2NH3 H2O+H2O =Zr(OH)4↓+2NH4+;(3) NH4+水解显酸性,加入CaCO3可生成CO2,同时促进了NH4+水解,生成NH3:2NH4++CaCO3=Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O ;(4)过滤Ⅲ处的滤液为NH4Cl,Zr(OH)4沉淀是否洗涤干净,只要检验滤液中是否含有Cl-即可。检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是:取最后一次洗涤液,向其中滴加稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则Zr(OH)4洗涤干净。
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【题目】有A、B、C、D、E五种常见化合物,都是由下表中的离子形成的。
阳离子 | K+、Na+、Cu2+、Al3+ |
阴离子 | SO42-、HCO3-、NO3-、OH- |
为了鉴别上述化合物,分别完成以下实验,其结果是
①将它们溶于水后,D为蓝色溶液,其他均为无色溶液;
②将E溶液滴入C溶液中出现白色沉淀,继续滴加,沉淀溶解;
③进行焰色反应,仅有B、C为紫色(透过蓝色钴玻璃);
④在各溶液中加入硝酸钡溶液,再加过量稀硝酸,只有A中放出无色气体,只有C、D中产生白色沉淀;
⑤将B、D两溶液混合,未见沉淀或气体生成。
根据上述实验填空:
(1)写出B、D的化学式:B________,D________。
(2)将含1 mol A的溶液与含1 mol E的溶液反应后蒸干,仅得到一种化合物,该化合物的化学式为__________________________。
(3)C常用作净水剂,用离子方程式表示其净水原理:________________________。
(4)在A溶液中加入少量澄清石灰水,其离子方程式为___________________。