解答题-工业流程题 适中0.65 引用1 组卷294
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）通过如下工艺流程法制得。
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部分金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：
请回答下列问题：
⑴烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为_______________________ ；
滤渣I的化学式为______________________________ 。
⑵调节pH=a 的目的是________________________________________ ；用氨水调节pH=b后发生反应的离子方程式为______________________________________________ 。
⑶以滤渣II为主要原料制取铁红，请简述实验方法________________________ 。
⑷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：
________________________________________________________ 。
⑸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，另一极通入甲烷，写出负极的电极反应式为___________________________ 。
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+ |
| 开始沉淀的pH | 1.9 | 3.3 | 6.2 |
| 沉淀完全的pH | 3.2 | 5.2 | 8.0 |
请回答下列问题：
⑴烧结时ZrSiO4发生反应的化学方程式为
滤渣I的化学式为
⑵调节pH=a 的目的是
⑶以滤渣II为主要原料制取铁红，请简述实验方法
⑷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：
⑸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，另一极通入甲烷，写出负极的电极反应式为
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纳米二氧化锆(ZrO2)是制备特种陶瓷重要的原料之一，工业上以天然锆英石(ZrSiO4，含FeO、Al2O3、CuO、SiO2等杂质)为原料制备纳米ZrO2的工艺流程如下：
已知：①锆英石常温下与酸、碱不反应，高温时能与烧碱反应生成可溶于水的
，与酸反应生成
。
②部分离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：。
回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为___________ (填化学式)，碱熔时生成的化学方程式为___________ 。
(2)过滤2前调
，a的取值范围为___________ ，“水洗”的操作方法是___________ 。
(3)由于氰化钠有剧毒，通常选用双氧水氧化除铜后滤液中的氰化钠，已知双氧水与氰化钠反应能生成一种酸式盐和能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该反应的离子方程式为___________ ，若除铜后溶液中
，则此时溶液中
___________ 。(已知
)
(4)一种甲醇燃料电池，电解质是掺杂
的
晶体，它在熔融状态下能传导
，写出该电池负极的电极反应式___________ 。
已知：①锆英石常温下与酸、碱不反应，高温时能与烧碱反应生成可溶于水的
，与酸反应生成。②部分离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表：。
| 离子 |  |  |  | |  |
| 开始沉淀时pH | 1.9 | 3.3 | 4.4 | 6.2 | 7.6 |
| 完全沉淀时pH | 3.2 | 5.2 | 6.4 | 8.0 | 9.7 |
回答下列问题：
(1)滤渣1的主要成分为
的化学方程式为(2)过滤2前调
，a的取值范围为(3)由于氰化钠有剧毒，通常选用双氧水氧化除铜后滤液中的氰化钠，已知双氧水与氰化钠反应能生成一种酸式盐和能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，则该反应的离子方程式为
，则此时溶液中)(4)一种甲醇燃料电池，电解质是掺杂
的晶体，它在熔融状态下能传导，写出该电池负极的电极反应式 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。
（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 。
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 。
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。
(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____________________________ 。
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 |
(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
(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
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