ZrO2是重要的耐高温材料，可用作陶瓷遮光剂和良好的催化剂。天然锆石的主要成分是ZrSiO4，另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物等杂质。工业上以天然锆石为原料-组卷网

解答题-工业流程题适中0.65 引用1 组卷216

ZrO₂是重要的耐高温材料，可用作陶瓷遮光剂和良好的催化剂。天然锆石的主要成分是ZrSiO₄，另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物等杂质。工业上以天然锆石为原料制备ZrO₂的工艺流程如图：

已知：(i)加热氯化过程中ZrSiO₄生成ZrCl₄、SiCl₄等；ZrCl₄易溶于水，400℃时升华；
(ii)常用的铜抑制剂为NaCN，它可与重金属离子生成沉淀，如Cu(CN)₂。
(iii)“配合”生成的Fe(SCN)₃难溶于MIBK(甲基异丁基酮，密度小于水)，Zr(SCN)₄在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。
(1)“氯化”过程中，ZrSiO₄发生反应的化学方程式为____，若“氯化”温度过高会导致ZrCl₄产率降低，原因是____。
(2)溶解时，加入盐酸量不宜过多的原因为____。
(3)流程中“萃取”与“反萃取”可以分离铁、富集锆，简述“萃取”的原理：____。
(4)为提高反萃取率，本实验分三次反萃取。请简述反萃取的操作过程：取一定体积萃取后的MIBK溶液加入分液漏斗中____得到Zr(SO₄)₂溶液。
(可选择试剂：约100mL1mol/LH₂SO₄溶液、约100mL3mol/LH₂SO₄溶液)
(5)用EDTA可快速测定反萃取液中锆的含量，其操作步骤如下：
①用移液管吸取10.00mL酸浸液于250mL锥形瓶中，加入约100mL水；
②以6mol•L^-1的盐酸调节溶液pH在0～0.3，加入0.2g盐酸羟胺，加热煮沸；
③加入2滴二甲酚橙指示剂，趁热用0.02000mol•L^-1EDTA标准溶液进行滴定，EDTA与ZrO²⁺按1︰1的比例进行螯合消耗EDTA14.30mL；
④至溶液由紫红色突变为亮黄色且30s保持不变色，即为终点。
根据相关数据，计算酸浸液中锆的含量(以ZrO₂计)为____mg•mL^-1(保留两位小数)。

22-23高三上·江苏南通·阶段练习

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知识点：氧化还原反应方程式的配平物质分离、提纯综合应用常见无机物的制备探究物质组成或测量物质的含量答案解析【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！

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锆(Zr)产品广泛用于陶瓷、化工、电子等行业。我国是氯氧化锆的主要生产和出口国，产能占世界总产能的90％以上。用ZrC(杂质主要含C和SiO₂)生产ZrOCl₂·8H₂O的工艺流程如图所示。

已知：
Ⅰ.Na₂ZrO₃不溶于水，易溶于无机酸。
Ⅱ.ZrOCl₂·8H₂O的溶解度随温度升高和酸度降低而升高。
回答下列问题：
(1)“碱熔”前，对ZrC进行机械粉碎的目的是_______。
(2)“碱熔”时，生成Na₂ZrO₃的化学方程式为_______，反应应在_______(填标号)中进行。
A.陶瓷坩埚 B.石英坩埚 C.铁质坩埚 D.铝质坩埚
(3)“碱熔”过程中，配料比(NaOH与ZrC的质量比)对锆转化率的影响如下表所示：

配料比	1.0	1.1	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7
转化率/％	84.02	89.07	91.97	93.73	99.06	99.12	99.11

最适宜的配料比为_______。
(4)“水洗”的目的是_______。
(5)“酸浸”时，滤渣中的Na₂ZrO₃转化为可溶性的ZrOCl₂，以ZrO²⁺的形式存在于溶液中，该反应的离子方程式为_______。为减少产品损失，“操作”中的洗涤液最好选用_______。
(6)用EDTA可快速测定酸浸液中锆的含量，其操作步骤如下：
①用移液管吸取10.00 mL酸浸液于250 mL锥形瓶中，加入约100 mL水；
②以6 mol·L^-1的盐酸调节溶液pH在0～0.3，加入0.2 g盐酸羟胺，加热煮沸；
③加入2滴二甲酚橙指示剂，趁热用0.02000 mol·L^-1 EDTA标准溶液进行滴定，EDTA与ZrO²⁺按1︰1的比例进行螯合；
④至溶液由紫红色突变为亮黄色且30 s保持不变色，即为终点。
滴定过程中消耗EDTA的相关数据如下图所示：

根据相关数据，计算酸浸液中锆的含量(以ZrO₂计)为_______mg·mL^-1(保留两位小数)。

锆产品广泛用于陶瓷、化工、电子等行业。我国是氧氯化锆的主要生产和出口国，产能占世界总产能的

(杂质主要含C和

)生产ZrOCl₂·8H₂O的工艺流程如图所示：

已知：Ⅰ．Na₂ZrO₃不溶于水，易溶于无机酸。
Ⅱ．ZrOCl₂·8H₂O的溶解度随温度升高和酸度降低而升高。
回答下列问题：
(1)“碱熔”前，对ZrC进行机械粉碎的目的是___________。
(2)“碱熔”时，固体

与ZrC的混合物应放在___________质坩埚中进行煅烧。煅烧过程中，生成Na₂ZrO₃的化学方程式为___________。“碱熔”过程中，配料比

对锆转化率的影响如表。最适宜的配料比为___________。

配料比	1.0	1.1	1.3	1.4	1.5	1.6	1.7
转化率/％	84.02	89.07	91.97	93.73	99.06	99.12	99.11

(3)“水洗”的目的是___________。
(4)“酸浸”时，滤渣中的Na₂ZrO₃转化为可溶性的ZrOCl₂，以ZrO²⁺的形式存在于溶液中，其离子方程式为 ___________。
(5)用EDTA可快速测定酸浸液中锆的含量，其操作步骤如下：
①用移液管吸取

锥形瓶中，加水

的盐酸调节溶液

范围在ZrO²⁺，加

盐酸羟胺，加热煮沸；
③加

滴二甲酚橙，趁热用

的EDTA标准溶液进行滴定，EDTA与ZrO²⁺按

的比例进行螯合；
④直至溶液由紫红色变为亮黄色且

保持不变，即为终点。滴定过程中消耗

的相关数据如图。

请根据相关数据，计算酸浸液中锆的含量

为 ___________mg·mL^-1保留两位小数

。
(6)为减少产品损失，“操作”中的洗涤液最好选用___________。

锆石(ZrSiO₄)酷似钻石且价格低廉，是钻石很好的代用品。天然锆石的主要成分是ZrSiO₄，另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物杂质。工业上以天然锆石为原料制备ZrO₂的工艺流程如下：

已知：i．氯化过程中除C、O外，其他元素均转化为其最高价氯化物；
ⅱ．Zr在化合物中通常显+4价；ZrC1₄易溶于水，400　℃时升华；
ⅲ．“配合”生成的Fe(SCN)₃难溶于MIBK，Zr(SCN)₄在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。
(1)将锆石“粉碎”的目的是_______________________________。
(2)“氯化”过程中，ZrSiO₄发生反应的化学方程式为_______________，由下图可知，“氯化”过程选择的最佳反应条件是_________ ；若“氯化”温度过高会导致ZrC1₄产率降低，原因是________。

(3)常用的铜抑制剂为NaCN，它可与重金属离子生成沉淀，如Cu(CN)₂，其K_sp＝4.0×10^－¹⁰。已知盐酸溶解后的溶液中Cu²⁺的浓度为1mol·L^－¹，若溶液中Cu²⁺的浓度小于等于1.0×10^－⁶mol·L^－¹时可视为沉淀完全，则Cu²⁺沉淀完全时溶液中CN^－的浓度为________mol•L^－¹。
(4)由于NaCN有剧毒，所以需要对“废液”中的NaCN进行处理，通常选用漂白液(有效成分是NaClO)在碱性条件下将其氧化，其产物之一是空气中的主要成分，则上述反应的离子方程式为___________。
(5)流程中“萃取”与“反萃取”可以分离铁、富集锆，简述“萃取”的原理：________________。

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