【題目】ZrO2是重要的耐溫材料,可用作陶瓷遮光劑。天然鋯英石(ZrSiO4)含有鐵、鋁、銅等金屬元素的氧化物雜質(zhì),工業(yè)以鋯英石為原料制備ZrO2的工藝流程如下:

已知:①鋯英石中鋯元素的化合價(jià)為+4 ,氯化過程中除C、O元素外,其他元素均轉(zhuǎn)化為最高價(jià)氯化物 SiCl4極易水解;ZrCl4易溶于水 Fe(SCN)3難溶于有機(jī)溶劑MIBK Zr(SCN)4在水中溶解度不大,易溶于有機(jī)溶劑MIBK。

(1) “氯化過程中,鋯英石發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為:______________________________,ZrC14的產(chǎn)率隨溫度變化如圖所示,由圖可知氯化的最佳條件是_____________;

(2)“濾液1”中含有的陰離子除OH- 、Cl-,還有___________________;

(3)常用的銅抑制劑有Na2SH2S、NaCN等,本流程使用NaCN除銅,不采用Na2S、H2S的原因是__________

(4)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取和反萃取的玻璃儀器是_______。流程中萃取與反萃取的目的是_________。

【答案】)ZrSiO4+4CO+4Cl2 ZrCl4 +SiCl4+4CO2 360℃、1MPa AlO2- SiO32- S2-會(huì)將Fe3+還原成Fe2+,影響下一步除鐵,同時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生污染性氣體 分液漏斗、燒杯 除去鐵元素雜質(zhì)

【解析】

根據(jù)流程:天然鋯石的主要成分是ZrSiO4(還常含有Fe、Al、Cu的氧化物雜質(zhì)),將粉碎后的天然鋯石用CO、Cl2氯化得到ZrCl4SiCl4、AlCl3FeCl3、CuCl2;用NaOH溶液堿浸時(shí),SiCl4AlCl3溶解為硅酸鈉、偏鋁酸鈉,ZrCl4FeCl3、CuCl2反應(yīng)為Zr(OH)4Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀,即為濾渣1;用鹽酸溶解濾渣1得到ZrCl4、FeCl3、CuCl2;加入銅抑制劑除去銅[銅抑制劑可以為NaCN,生成沉淀為Cu(CN)2],濾渣2Cu(CN)2;向?yàn)V液2加入NH4SCNZrCl4FeCl3發(fā)生配合反應(yīng)得到Fe(SCN)3、Zr(SCN)4,加入 有機(jī)溶劑MIBK萃取,Fe(SCN)3難溶于MIBK,分液,Zr(SCN)4在有機(jī)層,將含有Zr(SCN)4的有機(jī)層用硫酸反萃取將Zr(SCN)4MIBK分離;通入氨氣沉鋯,經(jīng)過煅燒得到ZrO2,據(jù)此分析作答。

(1) 氯化過程中ZrSiO4CO、Cl2在高溫下反應(yīng)生成ZnCl4、SiCl4CO2,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:ZrSiO4+4CO+4Cl2ZnCl4+SiCl4+4CO2;由圖可知,360℃、1MPa時(shí),ZrCl4產(chǎn)率最高,此為氯化最佳條件;

(2)由流程分析可知,濾液1”中含有的陰離子除OH- 、Cl-,還有AlO2- SiO32-;

(3)三價(jià)鐵具有氧化性,S2-會(huì)將Fe3+還原成Fe2+,發(fā)生的反應(yīng)為2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+(2Fe3++S2-=2Fe2++S),影響下一步除鐵,同時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生污染性H2S氣體,故本流程使用NaCN除銅,不采用Na2S、H2S

(4)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行萃取和反萃取的玻璃儀器是分液漏斗、燒杯;根據(jù)已知信息生成的Fe(SCN)3難溶于MIBK,Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度可知,流程中萃取與反萃取的目的是除去鐵元素雜質(zhì)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)水合堿碳酸鎂簡(jiǎn)稱輕質(zhì)碳酸鎂【3MgCO3.Mg(OH)2.3H2O】,相對(duì)密度小,質(zhì)輕而松,廣泛用于橡膠制品、防火保濕材料和日貨用品中等。一種以富含氯化鎂。硫酸鎂的鹵水和白云石CaMg(CO3)2】為原料的鹵水碳化法生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂的工藝流程如下:

已知:MgCO3CaCO3更易與CO2反應(yīng)生成可溶性鹽。

1)為了使第①步白云石煅燒得更充分,常常要對(duì)礦石進(jìn)行__預(yù)處理。

2)第③步和第④步操作的名稱是__,在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行該操作時(shí)需要的玻璃儀器有

__。

3)固體I的主要成分為____,固體II的主要成分為____。水洗固體II時(shí),如何判斷已經(jīng)洗凈,請(qǐng)簡(jiǎn)述其過程:____。

4)寫出第④步反應(yīng)的化學(xué)方程式:____

5)該流程中能同體現(xiàn)提高效益、減少?gòu)U物排放思想的兩項(xiàng)設(shè)計(jì)是____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上以釩爐渣(主要含V2O3,還有少量SiO2、P2O5等雜質(zhì))為原料可以制備氧釩堿式碳酸銨晶體[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生產(chǎn)工藝流程如下。

(1)焙燒過程中V2O3轉(zhuǎn)化為可溶性NaVO3,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________。

(2)濾渣的主要成分是________________(寫化學(xué)式)。

(3)“沉釩”得到偏釩酸銨(NH4VO3),若濾液中c(VO3-)=0.1mol·L-1,為使釩元素的沉降率達(dá)到98%,至少應(yīng)調(diào)節(jié)c(NH4+)為____mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]

(4)“還原”V2O5過程中,生成VOC12和一種無色無污染的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________。用濃鹽酸與V2O5反應(yīng)也可以制得VOC12,該方法的缺點(diǎn)是____________________________。

(5)稱量a g產(chǎn)品于錐形瓶中,用20mL蒸餾水與30mL稀硫酸溶解后,加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍過量,充分反應(yīng)后繼續(xù)滴加1%的NaNO2溶液至稍過量,再用尿素除去過量NaNO2,最后用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為b mL。(已知滴定反應(yīng)為VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)

①KMnO4溶液的作用是______________

②粗產(chǎn)品中釩的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為________(以VO2計(jì))。

③若(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),會(huì)使測(cè)定結(jié)果_____(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某鐵的氧化物,用7.0 mol/L的鹽酸100 mL在一定條件下恰好完全溶解,所得溶液中再通入0.56L標(biāo)況下的Cl2時(shí),剛好使溶液中的Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe3+,則該氧化物中Fe2+Fe3+的物質(zhì)的量之比為

A.14B.21C.41D.34

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在硫酸鋁、硫酸鉀和明礬的混合溶液中,硫酸根離子的濃度為0.4mol·L-1,當(dāng)加入等體積0.4mol·L-1氫氧化鉀溶液時(shí),生成的沉淀恰好完全溶解。則反應(yīng)后溶液中鉀離子的濃度約為(

A.0.225mol·L-1B.0.25mol·L-1C.0.45mol·L-1D.0.9mol·L-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氯水是實(shí)驗(yàn)室常需臨時(shí)配制的一種試劑。圖甲所示的是實(shí)驗(yàn)室配制氯水時(shí)的一種常用裝置,圖乙是某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組自行設(shè)計(jì)的一種配制氯水的裝置(圖中的鼓氣球是一種具有氣體單向閥,可用于向瓶中鼓入空氣的儀器)(已知常溫下KMnO4固體與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氯氣)

1)氯水中含有七種粒子,其中的分子為__(化學(xué)式);需臨時(shí)配制的原因是__(用化學(xué)方程式表示)

2)圖甲所示裝置中,燒杯內(nèi)的液體是__,燒杯中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是__。

3)用圖乙所示裝置中配制氯水時(shí),操作步驟如下:

①關(guān)閉活塞2,打開分液漏斗上口的玻璃塞,再打開活塞1,將少量濃鹽酸注入大試管內(nèi)。

②關(guān)閉活塞1,蓋上分液漏斗上口玻璃塞。濃鹽酸和大試管內(nèi)的高錳酸鉀粉末反應(yīng)產(chǎn)生氯氣。

③輕輕搖動(dòng)瓶A,使氯氣不斷溶入水中。

用圖乙裝置能在較短時(shí)間內(nèi)得到飽和氯水。除了在搖動(dòng)過程中增大了氣體和水的接觸面以外,另一個(gè)重要原因是__。

分液漏斗中的濃鹽酸應(yīng)分?jǐn)?shù)次加入試管內(nèi)。若一次加入太多的濃鹽酸,可能引起的后果是__

4)配制氯水完成后,不必拆卸裝置即可從瓶A中取用少量氯水,方法是__。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有五種有機(jī)物,請(qǐng)回答下列問題:

A

B

C

D E F

1A物質(zhì)中含有的官能團(tuán)名稱為_____________、______________

2B的分子式為_________________。

3D的一氯代物最多有________________種。

4)上述化合物中互為同分異構(gòu)體的是_____;互為同系物的是____。(填字母)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在T1溫度下,容積為1 L的恒容密閉容器中,同時(shí)通入0.1 mol COg)和0.1 mol H2Og),發(fā)生反應(yīng):COg)+H2OgCO2g)+H2g Ha kJ· mol1。測(cè)得CO2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。

1010min內(nèi),CO的平均反應(yīng)速率為_______________。

2T1溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K________(用分?jǐn)?shù)表示)。

3)①已知:

I.H2的燃燒熱H=-285.8 kJ· mol1

II.CO的燃燒熱H=-283 kJ· mol1;

III.H2Og)=H2Ol H=-44 kJ· mol1

a_______。

②反應(yīng)達(dá)到平衡后,下列措施能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是__________(填字母)。

A 升高溫度 B 增大壓強(qiáng) C 通入H2Og D 移走CO2g

4T1溫度下,某時(shí)刻另一實(shí)驗(yàn)小組測(cè)得反應(yīng)容器中有關(guān)數(shù)據(jù)為cCO)=0.6 mol·L1、cH2O)=1.6 mol·L1,cH2)=0.4 mol·L1,cCO2)=0.4 mol·L1,則該反應(yīng)在下-時(shí)刻將____(填向正反應(yīng)方向進(jìn)行”“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行達(dá)到平衡),判斷依據(jù)是_______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某有機(jī)物 A 的相對(duì)分子質(zhì)量為 62。為進(jìn)一步測(cè)定 A 的化學(xué)式,現(xiàn)取 6.2 g A 完全燃燒,得到二氧化碳和水蒸氣。將產(chǎn)物先后通過足量的濃硫酸和堿石灰,兩者分別增重5.4 g 8.8 g(假設(shè)每步反應(yīng)完全)

(1)該有機(jī)物的實(shí)驗(yàn)式是_____;分子式是_____

(2)紅外光譜顯示有“C—C”鍵和“O—H”鍵的振動(dòng)吸收,若核磁共振氫譜只有 2 個(gè)吸收峰且峰面積之比為 1∶2,推斷該有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_____。

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