鋯產(chǎn)業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿扒熬暗男屡d產(chǎn)業(yè),鋯(Zr)元素是核反應(yīng)堆燃料棒的包裹材料,二氧化鋯(ZrO2)可以制造耐高溫納米陶瓷。我國有豐富的鋯英石(ZrSiO4),含Al2O3、SiO2、Fe2O3等雜質(zhì),生產(chǎn)鋯流程之一如下:   

試回答下列問題:
(1)寫出上述流程中高溫氣化的反應(yīng)方程式(碳轉(zhuǎn)化成CO):                    ;
(2)寫出ZrOCl2?8H2O在900℃生成ZrO2的反應(yīng)方程式                       
(3)關(guān)于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說法不正確的是         (單選);
A.二氧化鋯納米陶瓷是新型無機非金屬材料
B.1納米=1010
C.鋯合金的硬度比純鋯要高
D.日本福島核電站的爆炸可能是由鋯合金在高溫下與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣爆炸引起
(4)一種新型燃料電池,一極通入空氣,另一極通入丁烷;電解質(zhì)是摻雜氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體,在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2。在熔融電解質(zhì)中,O2     (填正負)極移動。電池正極電極反應(yīng)為:                  ,負極電極反應(yīng)為:                    
(16分)
(1)4C+4Cl2+ZrSiO4ZrCl4+SiCl4+4CO(3分)
(2)ZrOCl2?8H2O ZrO2+2HCl↑+7H2O↑(3分)
(3)B (2分)
(4)負(2分)        O2 +4e= 2O2(3分) 
C4H10 —26e+13O2=4CO2 +5H2O(3分)

試題分析:(1)依題意,ZrSiO4、Cl2、C在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成SiCl4、ZrCl4和CO,氯元素由0降為—1價,碳元素由0升為+2價,根據(jù)化合價升降總數(shù)相等、原子個數(shù)守恒,則該反應(yīng)為ZrSiO4+4Cl2+4CSiCl4+ZrCl4+4CO;(2)ZrOCl2?8H2O在900℃下發(fā)生分解反應(yīng),生成ZrO2、HCl、H2O,該反應(yīng)不涉及氧化還原反應(yīng),設(shè)反應(yīng)物的系數(shù)為1,根據(jù)原子個數(shù)守恒可得:ZrOCl2?8H2OZrO2+2HCl↑+7H2O↑;(3)陶瓷是傳統(tǒng)無機非金屬材料,二氧化鋯納米陶瓷是新型陶瓷,故A正確;納米級二氧化鋯是化合物或純凈物,它分散到空氣或水中形成的分散系或混合物屬于膠體,故B不正確;合金的硬度一般比其成分金屬大,熔點比其成分金屬低,故C正確;鋯和鐵都是過渡金屬,鐵在高溫下與水蒸氣發(fā)生置換反應(yīng),放出氫氣,混有空氣的氫氣遇熱可能爆炸,由此類比推斷鋯合金具有類似的性質(zhì),故D正確;(4)根據(jù)原電池原理,電子從負極出發(fā)經(jīng)過外電路流向正極,則內(nèi)電路中陰離子移向負極,陽離子移向正極,因此該熔融氧化物為電解質(zhì)的新型電池中氧離子移向負極;依題意,正極的主要反應(yīng)物是氧氣,氧元素化合價由0降為—2價,1個氧原子得到2個電子,1個氧氣分子得到4個電子,則正極反應(yīng)式為O2 +4e= 2O2;負極的主要反應(yīng)物和產(chǎn)物分別是甲烷和二氧化碳氣體,即C4H10→4CO2;碳元素化合價總數(shù)由—10升為+16價,則1個丁烷分子失去26個電子,則C4H10—26e→4CO2;左邊帶26個正電,右邊不帶電,根據(jù)熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)氧離子,因此用13個氧離子使左右電荷守恒,則C4H10—26e+13O2→4CO2;左邊比右邊多10個H、5個O,根據(jù)原子個數(shù)守恒配平可得負極反應(yīng)式:C4H10—26e+13O2=4CO2+5H2O。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

制取下列氣體,不宜采取排空氣法收集的是(  )
A.氨氣B.乙烯C.二氧化碳D.二氧化氮

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下圖是制取和收集某氣體的實驗裝置,該裝置可用于
A.用濃硫酸和氯化鈉反應(yīng)制取HCl
B.用濃氨水和生石灰反應(yīng)制取NH3
C.用雙氧水與二氧化錳反應(yīng)制取O2
D.用飽和食鹽水和電石反應(yīng)制取C2H2

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下圖正確的是

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

納米氧化鎂具有特殊的熱、光、電、力學(xué)和化學(xué)等性能,有廣泛的應(yīng)用前景。下圖是利用海水制鹽的副產(chǎn)品制備納米氧化鎂的流程圖。

(1)操作I包括蒸發(fā)結(jié)晶、____________。
(2)操作I后得到的母液中鎂離子濃度為1.8×103 mol·L1,要使鎂離子產(chǎn)生沉淀,溶液的pH最低應(yīng)為_____________。(已知:Ksp[Mg(OH)2]= 1.8×1011)
(3)反應(yīng)I中CO(NH2)2與H2O反應(yīng)生成CO2和NH3·H2O,還發(fā)生另一主要化學(xué)反應(yīng)的離子方程式為______________________________。
(4)某科研小組研究反應(yīng)I在378K~398K時的反應(yīng)時問、反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比等因素對制備納米氧化鎂產(chǎn)率的影響。請完成以下實驗設(shè)計表:
實驗
編號
T/K
反應(yīng)
時間/h
反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比
n[CO(NH2)2]∶n[MgCl2?6H2O]
實驗?zāi)康?br />

378
3
3∶1
(I)實驗①和③探究探究反應(yīng)物的物質(zhì)的量配比對產(chǎn)率的影響;
(II)實驗②和④探究        ;
(III)實驗②和  探究反應(yīng)時間對產(chǎn)
率的影響。

378
4
4∶1

378
3
        

398
4
4∶1
 
(5)下圖為反應(yīng)的溫度對納米MgO產(chǎn)率的影響。請歸納出溫度對納米MgO產(chǎn)率的影響規(guī)律________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列實驗不能達到預(yù)期目的的是
A.利用I制取Fe(OH)2B.利用II裝置制取CH2=CH2
C.利用III裝置進行銅與濃硝酸反應(yīng)的實驗D.利用IV裝置收集NH3

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:實驗題

無水氯化鋁是有機化工常用催化劑,其外觀為白色固體,178℃時升華,極易潮解,遇水后會發(fā)熱并產(chǎn)生白霧。實驗室用如下裝置制備少量無水氯化鋁,其反應(yīng)原理為: 2Al+ 6HCl(g) → 2A1Cl3 + 3H2

完成下列填空:
(1)寫出燒瓶中(B處)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________
(2)C中盛有的試劑為_____。進行實驗時應(yīng)先點燃_____(選填“B”或“D”)處酒精燈。
(3)用粗短導(dǎo)管連接D、E的目的是_______ (選填序號)。
a.防堵塞    b.防倒吸   c.平衡氣壓   d.冷凝回流
E瓶的作用是_______。
(4)F中盛有堿石灰,其目的是_______(選填序號)。
a.吸收HCl    b.吸收Cl2     c.吸收CO2    d.吸收H2O
(5)將D中固體改為市售氯化鋁(AlCl3·6H2O)也能進行無水氯化鋁的制備,此時通入HCl氣體的目的是_______。若實驗條件控制不當,最終得到的物質(zhì)是堿式氯化鋁[化學(xué)式為Al2(OH)nCl(6-n)],且質(zhì)量是原市售氯化鋁的40%,則可推算n的值為_______。
(6)有人建議將上述裝置A、B中的試劑改為濃鹽酸和二氧化錳,其余裝置和試劑均不變, 也能制備無水AlCl3。事實證明這樣做比較危險,請簡述理由_______

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

有A、B、C、D、E、F六種物質(zhì),它們之間相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示(條件及部分產(chǎn)物未標出)。

(1)若A、D為氣體,都能使澄清的石灰水變渾濁;B、F做焰色反應(yīng),透過藍色鈷玻璃觀察為紫色, B、C為正鹽,F(xiàn)的溶液為紫紅色。則C和F在酸性溶液中發(fā)生反應(yīng)②的離子方程式為              。              
(2)若1 mol A分子中含有3 mol極性共價鍵, B、C、F都是短周期元素組成的非金屬單質(zhì);常溫下,只有D為固體,其它為氣體。則反應(yīng)③的化學(xué)方程式為                                    。 
某同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置(夾持儀器省略)進行上述(2)中物質(zhì)B的化學(xué)性質(zhì)探究。

①你認為此裝置設(shè)計是否合理?若不合理如何改進:                       。(若合理此問不答)
②Ⅱ中產(chǎn)生的現(xiàn)象是                                                                 。
③反應(yīng)幾分鐘后,檢驗Ⅲ中可能含有的金屬陽離子的實驗操作是                            。
④通過以上探究,氣體B的主要化學(xué)性質(zhì)是                                             。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:實驗題

塑化劑DBP(鄰苯二甲酸二丁酯)主要應(yīng)用于PVC等合成材料中作軟化劑。反應(yīng)原理為:

實驗步驟如下:
步驟1:在三頸瓶中放入14.8g鄰苯二甲酸酐、25mL正丁醇、4滴濃硫酸,開動攪拌器b(反應(yīng)裝置如圖)。
步驟2:緩緩加熱至鄰苯二甲酸酐固體消失,升溫至沸騰。
步驟3:等酯化到一定程度時,升溫至150℃
步驟4:冷卻,將三頸瓶中的液體倒入分漏斗中,用飽和食鹽水和5%碳酸鈉洗滌。
步驟5:減壓蒸餾,收集200~210℃2666Pa餾分,即得DBP產(chǎn)品
(1)濃硫酸的作用                      ,攪拌器的作用                      。
(2)反應(yīng)過程中正丁醇過量的目的是                                           。

(3)圖中儀器a的名稱是分水器,試分析它的作用是                             。
步驟3中確定有大量酯生成的依據(jù)是                                       。
(4)碳酸鈉溶液洗滌的目的是                                                 
用減壓蒸餾的目的是                                                     。
(5)寫出正丁醇在135℃生成醚的反應(yīng)方程式                                   。
寫出DBP在氫氧化鈉溶液中水解的方程式                               。

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