题目内容
锆（Zr）是一种重要的稀有元素．
（1）由错英石（ZrSi04）可制取ZrOCl2-8H20
①用碳熔炼错英石制碳化错的化学方程式为：ZrSi04+3C
ZrC+Si02+2CO↑
该反应中氧化剂与还原剂的质量比为 ．
②用烧碱熔ZrC制取Na2Zr03，完成该反应的化学方程式：
ZrC+ NaOH+
Na2ZrO3+ CO2+ H2O
③碱熔料用盐酸浸出可得ZrOC12溶液．通过蒸发结晶从该溶液中获得ZrOC12-8H20还需用浓盐酸控制酸度，原因是
（2）ZrOC12-8H20具有多方面的用途．用ZrOC12-8H20和YC13制备Y203--ZrO2复合粉体的流程如下：
①共沉淀时，生成Zr（OH）4的化学方程式为
②当共沉淀恰好完全时，溶液中c（Zr4+）= ．
（己知Ksp[Zr（OH）4]=6.4×10-49，Ksp[Y（OH）3]=8.0×10-23；溶液中离子浓度为1×10-5mol?L-1，时，可认为沉淀完全）
③将制得的一种复合粉体溶于水后，测得其微粒的平均直径为30nm，该分散系属于 ．
（1）由错英石（ZrSi04）可制取ZrOCl2-8H20
①用碳熔炼错英石制碳化错的化学方程式为：ZrSi04+3C
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该反应中氧化剂与还原剂的质量比为
②用烧碱熔ZrC制取Na2Zr03，完成该反应的化学方程式：
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③碱熔料用盐酸浸出可得ZrOC12溶液．通过蒸发结晶从该溶液中获得ZrOC12-8H20还需用浓盐酸控制酸度，原因是
（2）ZrOC12-8H20具有多方面的用途．用ZrOC12-8H20和YC13制备Y203--ZrO2复合粉体的流程如下：
①共沉淀时，生成Zr（OH）4的化学方程式为
②当共沉淀恰好完全时，溶液中c（Zr4+）=
（己知Ksp[Zr（OH）4]=6.4×10-49，Ksp[Y（OH）3]=8.0×10-23；溶液中离子浓度为1×10-5mol?L-1，时，可认为沉淀完全）
③将制得的一种复合粉体溶于水后，测得其微粒的平均直径为30nm，该分散系属于
考点：常见金属元素的单质及其化合物的综合应用,氧化还原反应方程式的配平
专题：几种重要的金属及其化合物
分析：（1）①反应ZrSi04+3C
ZrC+Si02+2CO↑中，Zr元素化合价不变，C元素化合价分别由0价变化为-4价和+2价；
②反应中C元素化合价由-4价升高到+4价，发生氧化反应，由质量守恒定律可知反应物中还应有氧气，结合电子得失相等配平方程式；
③用浓盐酸控制酸度，应防止ZrO2+水解；
（2）①由流程可知ZrOC12和氨水反应生成Zr（OH）4，根据质量守恒配平方程式；
②当共沉淀恰好完全时，根据Y（OH）3的溶度积计算；
③根据微粒直径结合分散系的粒子直径判断．
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②反应中C元素化合价由-4价升高到+4价，发生氧化反应，由质量守恒定律可知反应物中还应有氧气，结合电子得失相等配平方程式；
③用浓盐酸控制酸度，应防止ZrO2+水解；
（2）①由流程可知ZrOC12和氨水反应生成Zr（OH）4，根据质量守恒配平方程式；
②当共沉淀恰好完全时，根据Y（OH）3的溶度积计算；
③根据微粒直径结合分散系的粒子直径判断．
解答：
解：（1）①反应ZrSi04+3C
ZrC+Si02+2CO↑中，Zr元素化合价不变，C元素化合价分别由0价变化为-4价和+2价，C生成ZrC时为氧化剂，生成CO时作还原剂，则氧化剂和还原剂的质量之比为1：2，
故答案为：1：2；
②反应中C元素化合价由-4价升高到+4价，发生氧化反应，由质量守恒定律可知反应物中还应有氧气，反应的方程式应为ZrC+2NaOH+2O2
Na2ZrO3+CO2+H2O，
故答案为：1；2；2O2；1；1；1；
③用浓盐酸控制酸度，应防止ZrO2+水解，故答案为：防止ZrO2+水解；
（2）①由流程可知ZrOC12和氨水反应生成Zr（OH）4，反应的方程式为ZrOC12+NH3?H2O+H2O=Zr（OH）4↓+2NH4Cl，
故答案为：ZrOC12+NH3?H2O+H2O=Zr（OH）4↓+2NH4Cl；
②因Y（OH）3溶度积较大，当共沉淀恰好完全时，如c（Y3+）=1×10-5mol?L-1，c（Y3+）×c3（OH-）=8.0×10-23，c（OH-）=2×10-6mol?L-1，
则c（Zr4+）×c4（OH-）=6.4×10-49，c（Zr4+）=4.0×10-26mol?L-1，故答案为：4.0×10-26mol?L-1；
③微粒的平均直径为30nm，介于1～100nm之间，为胶体，故答案为：胶体．
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故答案为：1：2；
②反应中C元素化合价由-4价升高到+4价，发生氧化反应，由质量守恒定律可知反应物中还应有氧气，反应的方程式应为ZrC+2NaOH+2O2
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故答案为：1；2；2O2；1；1；1；
③用浓盐酸控制酸度，应防止ZrO2+水解，故答案为：防止ZrO2+水解；
（2）①由流程可知ZrOC12和氨水反应生成Zr（OH）4，反应的方程式为ZrOC12+NH3?H2O+H2O=Zr（OH）4↓+2NH4Cl，
故答案为：ZrOC12+NH3?H2O+H2O=Zr（OH）4↓+2NH4Cl；
②因Y（OH）3溶度积较大，当共沉淀恰好完全时，如c（Y3+）=1×10-5mol?L-1，c（Y3+）×c3（OH-）=8.0×10-23，c（OH-）=2×10-6mol?L-1，
则c（Zr4+）×c4（OH-）=6.4×10-49，c（Zr4+）=4.0×10-26mol?L-1，故答案为：4.0×10-26mol?L-1；
③微粒的平均直径为30nm，介于1～100nm之间，为胶体，故答案为：胶体．
点评：本题以金属的制备和分离为载体综合基本概念知识，涉及氧化还原反应、难溶电解质的溶解平衡等问题，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，为高频考点，注意相关知识的积累，难度中等．
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