【题目】Ⅰ.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。

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___________________________________________,滤渣I的化学式为___________________

(2)为使滤液I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__________________________________________

(3)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:________________________________________

(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:____________________________

Ⅱ.氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得:___SiO2 + C + N2 Si3N4 + CO

根据题意完成下列各题:

(1)配平上述化学反应方程式。__________

(2)为了保证石英和焦炭尽可能的转化,氮气要适当过量。某次反应用了30 mol氮气,反应生成了5 mol一氧化碳,则此时混合气体的平均摩尔质量是______________

(3)氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于刚玉(A12O3),热稳定性好,化学性质稳定。以下用途正确的是__________(填序号)

A.可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备

B.在电子工业上制成耐高温的电的良导体

C.研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机

D.氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制,没有发展前途

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