Question

1．納米材料具有許多優(yōu)良的特性，合成與研究各種納米材料引起了科學(xué)家的濃厚興趣．納米ZrO₂在電化學(xué)等領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景．微乳液法制備納米ZrO₂的工藝流程如下．

已知：①Zr（OH）₄在水中不穩(wěn)定，受熱分解為ZrO₂和H₂O．
②大塊固體加熱時(shí)內(nèi)部水分不易揮發(fā)出來．
（1）加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZrOCl₂+H₂O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ZrO₂+2HCl↑．
（2）丙酮洗滌的作用主要是除去Cl^-（填陰離子符號(hào)）等雜質(zhì)，檢驗(yàn)洗滌是否干凈的方法是取最后一次洗滌液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，證明洗凈，否則未洗凈．
（3）研磨的目的是減小ZrO₂固體顆粒的體積，使ZrO₂得到充分干燥．
（4）ZrO₂屬于酸性氧化物，下列屬于其性質(zhì)的是AD．
A．不溶于水    B．可溶于水    C．不與熔融燒堿反應(yīng)    D．能與熔融燒堿反應(yīng)
（5）與普通ZrO₂粉末催化劑相比，納米ZrO₂催化劑因比表面積大而具有較高的催化效率．下列關(guān)于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說法不正確的是D．
A．二氧化鋯納米陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料
B．1納米=10^-7厘米   
C．鋯合金的硬度比純鋯要高
D．ZrO₂陶瓷牙備受牙科醫(yī)生青睞，但它極易被酸性食物腐蝕．

Answer 1

分析 根據(jù)題中流程，ZrOCl₂在水溶液中加熱發(fā)生水解生成ZrO₂和HCl，過濾后用丙酮洗滌得ZrO₂固體，干燥后研磨，熱處理充分失水可得ZrO₂粉末，
 （1）根據(jù)元素守恒可寫出化學(xué)方程式；
（2）ZrO₂固體表面的雜質(zhì)主要為氯化氫，可用丙酮洗滌，根據(jù)洗滌濾液中是否有氯離子可判斷洗滌是否干凈；
（3）大塊固體加熱時(shí)內(nèi)部水分不易揮發(fā)出來，據(jù)此判斷；
（4）根據(jù)ZrO₂的溶解性和酸性氧化物的特點(diǎn)判斷；
（5）比表面積大，催化效率高；二氧化鋯納米陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料，根據(jù)長度單位換算可知1納米=10^-7厘米，合金的硬度比純金屬要高，ZrO₂陶瓷牙備受牙科醫(yī)生青睞，不易被酸性食物腐蝕，據(jù)此答題；

解答 解：根據(jù)題中流程，ZrOCl₂在水溶液中加熱發(fā)生水解生成ZrO₂和HCl，過濾后用丙酮洗滌得ZrO₂固體，干燥后研磨，熱處理充分失水可得ZrO₂粉末，
 （1）根據(jù)元素守恒可知，加熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZrOCl₂+H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ ZrO₂+2HCl↑，
故答案為：ZrOCl₂+H₂O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ ZrO₂+2HCl↑；
（2）ZrO₂固體表面的雜質(zhì)主要為氯化氫，可用丙酮洗滌，所以丙酮洗滌的作用主要是除去Cl^-，判斷洗滌是否干凈的方法是取最后一次洗滌液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，證明洗凈，否則未洗凈，
故答案為：Cl^-；取最后一次洗滌液，滴加硝酸酸化的AgNO₃溶液，若無白色沉淀產(chǎn)生，證明洗凈，否則未洗凈；
（3）大塊固體加熱時(shí)內(nèi)部水分不易揮發(fā)出來，所以研磨的目的是減小ZrO₂固體顆粒的體積，使ZrO₂得到充分干燥，
故答案為：減小ZrO₂固體顆粒的體積，使ZrO₂得到充分干燥；
（4）根據(jù)題中流程可知，ZrO₂難溶于水，ZrO₂是酸性氧化物，所以可以與熔融燒堿反應(yīng)，
故選AD；
（5）納米ZrO₂的比表面積大于普通ZrO₂粉末，所以催化效率高；二氧化鋯納米陶瓷是新型無機(jī)非金屬材料，根據(jù)長度單位換算可知1納米=10^-7厘米，合金的硬度比純金屬要高，ZrO₂陶瓷牙備受牙科醫(yī)生青睞，不易被酸性食物腐蝕，故ABC正確，D錯(cuò)誤，故選D，
故答案為：比表面積大；D．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查ZrO₂的制備，涉及化學(xué)方程式的書寫、沉淀洗滌、元素化合物質(zhì)知識(shí)等內(nèi)容，中等難度，答題時(shí)注意實(shí)驗(yàn)基本操作和基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用．