题目内容

【题目】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。

金属离子

Fe3+

Al3+

ZrO2+

开始沉淀时pH

1.9

3.3

6.2

沉淀完全时pH

3.2

5.2

8.0

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：________________________________。

【答案】 第五周期，ⅣB族 ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3 +2CO2↑ H2SiO3(或H4SiO4) 5.2≤pH<6.2 ZrO2+ +2NH3·H2O + H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ 取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净 3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3 2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O

【解析】已知Zr元素的原子核外电子排布由里往外依次为2、 8 、18、 10、 2，在周期表中的位置为第五周期，ⅣB族；正确答案：五周期，ⅣB族。

（2）ZrSiO4 与Na2CO3固体在高温下发生反应，生成Na2ZrO3 、Na2SiO3和CO2气体；正确答案：ZrSiO4 + 2Na2CO3Na2ZrO3 + Na2SiO3+2CO2↑。硅酸钠溶液与过量的稀硫酸反应，生成硅酸或原硅酸沉淀，所以滤渣1为 H2SiO3(或H4SiO4)；正确答案：H2SiO3(或H4SiO4)。

（3）用氨水调节溶液的pH，目的是使Fe3+ 、 Al3+沉淀完全，以此达到除去两种离子的目的，根据图表信息可知：5.2≤pH<6.2； 根据流程可知用氨水调节pH=b时，溶液中的ZrO2+与氨水反应生成Zr(OH)4沉淀，；离子方程式为ZrO2+ +2NH3·H2O + H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ ；正确答案：5.2≤pH<6.2 ； ZrO2+ +2NH3·H2O+H2O＝Zr(OH)4↓+2NH4+ 。

（4）ZrOSO4溶液与NH3·H2O反应生成Zr(OH)4和硫酸铵溶液，所以Zr(OH)4沉淀上可能附有硫酸铵，因此检验硫酸根离子是否存在就可以达到实验目的；正确答案：取最后一次洗涤液，(用盐酸酸化)加入BaCl2溶液，没有白色沉淀生成，证明沉淀已经洗干净。

（5）高温下，金属铝与氧化锆反应置生成锆和氧化铝；正确答案：3ZrO2 + 4Al3Zr + 2Al2O3。

（6）乙烷燃料电池，乙烷在负极发生氧化反应，乙烷被氧化为CO2；正确答案：2C2H6－28e－+ 14O2－＝4CO2 +6H2O。

练习册系列答案
相关题目

【题目】下列生活生产中常见物质的主要成分的化学式与名称相对应的是

A. 光导纤维——SiO2 B. 漂粉精——Ca(C1O3)2

C. 碱石灰——Na2CO3 D. 绿矾一Fe2(SO4)3·7H2O

【题目】对于恒容密闭容器中发生的可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，能说明反应达到化学平衡状态的为

A. 断开一个N≡N键的同时有6个N—H键生成

B. 混合气体的密度不变

C. 混合气体的平均相对分子质量不变

D. N2、H2、NH3分子数比为1∶3∶2的状态

【题目】pH＝1的两种酸溶液A、B各1 mL，分别加水稀释到1000 mL，其pH与溶液体积的关系如图，下列说法正确的是(　　)

①若a＜4，则A、B都是弱酸

②稀释后，A酸溶液的酸性比B酸溶液强

③若a＝4，则A是强酸，B是弱酸

④A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等

A. ①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④

【题目】己知X、Y、Z、W为短周期主族元素，在周期表中的相对位置如下图所示，下列说法一定正确的是

A. 若X元素在自然界中存在同素异形体，则W在同周期元素中，原子半径最小

B. 若HmXOn为强酸，则X 的氢化物溶于水一定显酸性（m、n均为正整数）

C. 若四种元素均为金属，则Z的最高价氧化物对应的水化物一定为强碱

D. 若四种元素均为非金属，则Y元素在化合物中不可能显示正化合价

【题目】下列关于苯的说法正确的是

A. 苯不能发生加成反应 B. 能与溴水反应而褪色

C. 苯存在单双键交替结构 D. 一定条件下能与液溴发生取代反应

【题目】下列物质中：①NaCl；②NaOH；③NH3·H2O；④CH3COOH溶液；⑤BaSO4；⑥H2O；⑦HCl；⑧H2SO4；⑨CO2；⑩酒精溶液（均填写编号回答）

（1）pH相等的②的溶液和③的溶液等体积加水稀释相同倍数后，pH大的是______．

（2）有pH均为2的④、⑦、⑧三种物质的溶液，物质的量浓度大到小的顺序为______，若分别用这三种酸中和含等物质的量NaOH的溶液，所需酸溶液的体积分别为a、b、c，则a、b、c的大小关系是__________．

（3）某温度时，1mol·L-1的醋酸溶液电离平衡常数为1.0×10-8，达平衡时，溶液中氢离子浓度是______________．

【题目】（本题共8分）现有部分元素的性质与原子(或分子)结构如下表：

元素编号

元素性质与原子(或分子)结构

T

最外层电子数是次外层电子数的3倍

X

常温下单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对

Y

M层比K层少1个电子

Z

第三周期元素的简单离子中半径最小

(1)写出元素T的原子结构示意图 。

(2)元素Y与元素Z相比，金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________(填序号)。

a．Y单质的熔点比Z单质低

b．Y的化合价比Z低

c．Y单质与水反应比Z单质剧烈

d．Y最高价氧化物的水化物的碱性比Z强

(3)T、X、Y、Z中有两种元素能形成既有离子键又有非极性共价键的化合物，写出该化合物的电子式：_____ _________。

(4)元素T和氢元素可形成一种18电子的化合物Q，元素X与氢元素也能按原子个数比为1∶2形成一种18电子化合物W，Q与W发生氧化还原反应，生成X单质和T的另一种氢化物，写出该反应的化学方程式： 。

【题目】微生物电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置，其工作原理如图所示。下列有关微生物电池的说法错误的是 ( )

A. 正极反应中有CO2生成

B. 微生物促进了反应中电子的转移

C. 质子通过交换膜从负极区移向正极区

D. 电池总反应为C6H12O6＋6O2===6CO2＋6H2O

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网