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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             气流同时蒸发浓缩、                 ,可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体.

 

(1)ZrSiO4+4NaOH=Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O;(2)原料粉碎增大接触面积、加热或搅拌或多次浸取;(3)H2SiO3 或 H4SiO4;(4)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)HCl气流中;冷却结晶、过滤 【解析】(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; (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, (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; (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; (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,同时蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可回收得到铁的氯化物FeCl3晶体. 【点评】本题考查了物质制备的流程,为高考常见题型.侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,题目涉及混合物分离、提纯及化学方程式的方法、物质性质的应用,综合性较强,题目难度中等.  
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C、O、Na、Al、S、Cl是常见的六种元素

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(1)C元素位于元素周期表第          周期,第          族;

(2)用“大于”“小于”或“等于”填空

离子半径

酸性

还原性

得电子能力

N3﹣        Al3+

H2SO4        HClO4

O2﹣        S2﹣

35Cl        37Cl

(3)①CaCO3和适量HCl溶液反应时,每产生4.4g 气体(不考虑气体溶解),放热a kJ,则该反应的热化学方程式为                  

②上述反应至无气泡逸出后,取适量残留溶液,插入pH传感器并逐滴滴入碳酸钠溶液,测得pH变化曲线如图所示,请用离子方程式表示B﹣C段发生的反应:                

 

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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

A.A    B.B    C.C   D.D

 

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四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素.下列说法不正确的是(   

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A.M的离子半径小于Z的离子半径

B.M和Y的最高价氧化物对应水化物之间能相互反应

C.X的单质可以做光导纤维和半导体材料

D.常温下,0.01mol/L的Y的气态氢化物的水溶液的pH=12

 

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常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(   

A.c(H+)/c(OH)=1012的水溶液中:NH4+、Al3+、NO3、Cl

B.水电离出的c(H+)=10﹣12mol/L的溶液中:Ca2+、K+、Cl、HCO3

C.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3、SO42﹣、Na+

D.c(Fe3+)=0.1mol/L的溶液中:K+、ClO、SO42﹣、SCN

 

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设NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是(   

A.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为0.1NA

B.常温下,0.1mol/L NH4NO3溶液中NO3的数目为0.1NA

C.标准状况下,11.2L CCl4中含有分子的数目为0.5NA

D.室温下,56g铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子

 

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