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锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米...

锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷。我国有丰富的锆英石（ZrSiO4）含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，碱熔法生产锆的流程如下：

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已知25℃时部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表：

沉淀物

Zr(OH)4

Fe(OH)3

Al(OH)3

Fe(OH)2

开始沉淀时pH

1.2

2.7

3.4

6.3

完全沉淀时pH

2.4

3.2

5.2

9.7

（1）完成高温熔融时的主要反应方程式：ZrSiO4 + 4NaOH  ＝  Na2ZrO3 +               +            

（2）为了提高浸出率可采取的方法有                 、             （列举两种）

（3）生成滤渣2的成分                          （用化学式表示）

（4）用氨水将滤液2的pH调至    ≤pH＜     ，目的是                         。

（5）往流程中滤渣1中加入盐酸溶液，过滤不溶物后，再将滤液在不断通入         气流同时蒸发结晶，可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体。

 

（14分） （1）ZrSiO4 + 4NaOH ＝ Na2ZrO3 + Na2SiO3 + 2H2O； （2）将原料粉碎增大接触面积、加热、搅拌、多次浸取； （3）H2SiO3 或 H4SiO4； （4）2.4≤pH＜3.4（或2.4≤pH＜2.7）；使Zr4+ 完全转化为Zr(OH)4沉淀，同时保证Al3+不会被沉淀下来； （5）HCl气流中 【解析】 试题分析：（1）高温下，ZrSiO4与NaOH反应生成Na2SiO3和Na2ZrO3，反应的化学方程式为：ZrSiO4+4NaOH=Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O，故答案为：ZrSiO4+4NaOH=Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O； （2）为了提高浸出率可采取的方法有，将原料粉碎增大接触面积、加热、搅拌、多次浸取，故答案为：原料粉碎增大接触面积、加热或搅拌或多次浸取； （3）二氧化硅反应转化为硅酸钠，ZrSiO4转化为Na2SiO3和Na2ZrO3，氧化铝和氢氧化钠反应生成偏铝酸钠，水浸过滤，滤渣1为Fe2O3，得到滤液1中加过量盐酸酸浸，偏铝酸钠和过量盐酸反应得到氯化铝，Na2SiO3与HCl生成硅酸沉淀，滤渣2为H2SiO3或 H4SiO4，故答案为：H2SiO3 或 H4SiO4； （4）滤液2中含有ZrO2+、Al3+，依据图表数据分析可知，加氨水调节pH为2.4～2.7使ZrO2+转化为Zr(OH)4沉淀，铝离子不沉淀，过滤、洗涤，得到Zr（OH）4，加热分解，即可得到ZrO2；故答案为：2.4≤pH＜3.4，使Zr4+完全转化为Zr（OH）4沉淀，同时保证Al3+不会被沉淀下来； （5）滤渣1为Fe2O3，加入盐酸溶液，过滤不溶物后得到滤液为氯化铁溶液，再将滤液在不断通入HCl气流中蒸发结晶，防止氯化铁水解生成氢氧化铁沉淀，这样可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体，故答案为：HCl气流中。 考点：考查了物质提纯、分离方法和实验过程分析判断的相关知识。  
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考点分析：
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石墨在材料领域有重要应用，某初级石墨中含SiO2（7.8%）、Al2O3（5.1%）、Fe2O3（3.1%）和MgO（0.5%）等杂质，设计的提纯与综合利用工艺如下：

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（注：SiCl4的沸点为57.6℃，金属氯化物的沸点均高于150℃）

（1）向反应器中通入Cl2前，需通一段时间N2，主要目的是_________________。

（2）高温反应后，石墨中氧化物杂质均转变为相应的氯化物，写出由气体II中某物质得到水玻璃的化学反应方程式为_________________。

（3）步骤①为：搅拌、过滤，所得溶液IV中的三种阴离子是____________。

（4）由溶液IV生成沉淀V的反应的离子方程式为_____________，100kg初级石墨最多可获得V的质量为___________kg。

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（5）使用上面提纯得到的石墨电极电解NO可制得 NH4NO3酸性溶液，其工作原理如下图所示，① 试写出电解池阴极的电极反应式                      。② 为使电解产物全部转化为NH4NO3，需补充物质A，A是           ，说明理由：                    。

 

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焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验：

采用如图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。

已知：① 装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出，发生的反应为Na2SO3＋SO2===Na2S2O5。

② Na2S2O5晶体在空气中被氧化生成Na2SO4。

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（1） 装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为______________________________。

（2） 要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体，可采取的分离方法是          。

（3） 装置Ⅲ用于处理尾气，可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填序号)。

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（4） 检测Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是       ___________________。

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（5）为了研究干燥的Cl2与干燥SO2反应及进行程度。用如图所示装置收集满干燥的Cl2，再通入干燥SO2，集气瓶中立即产生无色液体SO2Cl2，充分反应后，将液体和剩余气体分离。继续用NaOH溶液吸收分离出的气体，用足量稀盐酸酸化后，再滴加BaCl2溶液，产生白色沉淀，该白色沉淀是             ，由此可知反应后剩余气必然存在                气体，综合实验信息，请写出干燥的SO2与Cl2反应的化学方程式              。

 

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雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子：Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42－、NO3－、Cl－ 。某同学收集了该地区的雾霾，经必要的预处理后得试样溶液，设计并完成了如下的实验：

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已知：3NO3－ + 8Al + 5OH－ + 2H2O 满分5 manfen5.com3NH3 + 8AlO2－

根据以上的实验操作与现象，该同学得出的结论不正确的是

A．试样中肯定存在NH4+、Mg2+、SO42－和NO3－

B．试样中一定不含Al3+

C．试样中可能存在Na+、Cl－

D．该雾霾中可能存在NaNO3、NH4Cl和MgSO4

 

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化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是

选项

现象或事实

解释

A.

浓氨水可检验氯气管道泄漏

浓氨水与氯气发生复分解反应

B.

漂白粉在空气中久置变质

漂白粉中的CaCl2与空气中的CO2反应生成CaCO3

C.

施肥时，草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用

K2CO3与HN4Cl反应生成氨气会降低肥效

D.

FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作

FeCl3能从含Cu2＋的溶液中置换出铜

 

 

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如表所示的四种元素中，W、X、Y、Z均为短周期元素，其中Y是地壳中含量最高的元素，且这四种元素的原子最外层电子数之和为22，下列说法正确的是

 

X

Y

 

W

 

 

Z

A．X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高

B．由X、Z和氢三种元素形成的化合物中只有共价键

C．原子半径的大小顺序：r(X)>r(Y) > r(W) > r(Z)

D．X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的强

 

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