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ZrO2·SiO2，还含有少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)通过如下方法制取。

已知：①ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3，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如下表所示。

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

(1)“熔融”时ZrSiO4发生反应的化学方程式为________________________________。

(2)“滤渣Ⅰ”的化学式为________________。

(3)为使滤液Ⅰ中的杂质离子沉淀完全，需用氨水调pH＝a，则a的范围是________；继续加氨水至pH＝b时，所发生反应的离子方程式为__________________________________________。

(4)向“过滤Ⅲ”所得滤液中加入CaCO3粉末并加热，得到两种气体。该反应的离子方程式为____________________________。

【答案】 ZrSiO4＋4NaOHNa2SiO3＋Na2ZrO3＋2H2O H2SiO3 (或H4SiO4) 5.2～6.2 ZrO2＋＋2NH3·H2O＋H2O===Zr(OH)4↓＋2NH4＋ 2NH4＋＋CaCO3Ca2＋＋2NH3↑＋CO2↑＋H2O

【解析】锆英砂(主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2SiO2，还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)加NaOH熔融，ZrSiO4转化为Na2SiO3和Na2ZrO3，加过量盐酸酸浸，Na2SiO3与HCl生成硅酸沉淀，滤液中含有ZrO2+、Fe3+、Al3+，加氨水调节pH为5.2～6.2，使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀，过滤，滤液中主要含有ZrO2+，再加氨水调节pH使ZrO2+转化为Zr(OH)4沉淀，过滤、洗涤，得到Zr(OH)4，加热分解，即可得到ZrO2。(3)需用氨水调pH=a，使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀，而ZrO2+不能沉淀，根据表中数据判断；加氨水至pH=b时，ZrO2+与NH3H2O反应生成Zr(OH)4沉淀；据此分析解答。

(1)高温下，ZrSiO4与NaOH反应生成Na2SiO3和Na2ZrO3，其反应的方程式为：ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O；故答案为：ZrSiO4+4NaOHNa2SiO3+Na2ZrO3+2H2O；

(2)加过量盐酸酸浸，Na2SiO3与HCl生成硅酸沉淀，过滤，滤渣为H2SiO3，故答案为：H2SiO3；

(3)需用氨水调pH=a，使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀，而ZrO2+不能沉淀，根据表中数据可知：pH在5.2～6.2时Fe3+、Al3+完全沉淀，而ZrO2+不沉淀；加氨水至pH=b时，ZrO2+与NH3H2O反应生成Zr(OH)4沉淀，其反应的离子方程式为：ZrO2++2NH3H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+；故答案为：5.2～6.2；ZrO2++2NH3H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+；

(4)过滤Ⅲ所得滤液中主要含有铵根离子，溶液显酸性，加入CaCO3粉末并加热得到氨气和二氧化碳，其反应的离子方程式为：2NH4++CaCO3=Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O，故答案为：2NH4++CaCO3=Ca2++2NH3↑+CO2↑+H2O；

练习册系列答案
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下列说法不正确的是

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B. CH4→CH3COOH过程中，有C―H键发生断裂

C. ①→②放出能量并形成了C―C键

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a．温度 b．Cl-的浓度 c．溶液的酸度

（3）0.1 mol Cl2与焦炭、TiO2完全反应，生成一种还原性气体和一种易水解成TiO2·xH2O的液态化合物，放热4.28 kJ，该反应的热化学方程式为__________。

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①温度为T2时，0～2 min 内，CO2的平均反应速率 υ(CO2)=______________。

②b点时CO的转化率为_______，化学反应的平衡常数K=_____（填表达式）。

③反应：I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的ΔH______0（填“>”“<”或“=”）。

④上述反应在T1下达到平衡时，再向容器中充入物质的量均为2 mol的CO和CO2气体，则化学平衡________（填“向左” “向右”或“不”）移动。

⑤下列现象，可以表示上述反应达到平衡状态的是____________（填字母）。

A．容器内的压强不再变化 B．混合气的平均相对分子质量不再变化

C．混合气的密度不再变化 D．单位时间内消耗CO和生成CO2的物质的量之比为1∶1

（3）Na2SO3具有还原性，其水溶液可以吸收Cl2(g)，减少环境污染。

已知反应：

①Na2SO3(aq)+Cl2(g)+H2O(l) Na2SO4(aq)+2HCl(aq) ΔH1=a kJ·mol1

②Cl2(g)+H2O(l) HCl(aq)+HClO(aq) ΔH2=b kJ·mol1

试写出Na2SO3(aq)与HClO(aq)反应的热化学方程式：________________________。

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已知:I.常见离子开始生成沉淀和沉淀完全的pH如下表所示:

Fe3+

Al3+

Mg2+

SiO32-

AlO2-

开始沉淀的pH

1.9

4.2

8.1

9.5

10.2

沉淀完全的pH

3.2

5.3

9.4

8.0

8.5

II.熔融Na2CO3条件下主要发生反应：

2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO3=4Na2CrO4+Fe2O3+4CO2↑+7NaNO2。

（1）熔融Na2CO3条件下还可以得到的副产物为NaAlO2和Na2SiO3，生成这两种副产物的化学方程式为___________________。

（2）滤渣2的主要成分为________(填化学式)。

（3）用醋酸调节pH2=5的目的为__________；若调节的pH过低，NO2-可被氧化为NO3-，其离子方程式为______________。

（4）调节pH2后，加入KCl控制一定条件，可析出K2Cr2O7晶体的可能理由是_______。

（5）调节pH3的范围为______。

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A.1 ：6B.1 ：4C.1 ：3D.1 ：2

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