氯鋯(ZrOClx?8H2O)是生產硫酸鋯的前驅體。一種利用鋯英砂(主要成分為ZrSiO4)制備氯鋯的過程如圖1:

查閱資料:ZrOCl2?8H2O能溶于水。溶解時發生電離:ZrOCl2=ZrO2++2Cl-
(1)已知ZrSiO4中Si元素為+4價,則該物質中Zr元素的化合價是 +4+4。“堿燒”時反應的方程式為:ZrSiO4+4NaOH 點燃 Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O2H2O。
(2)“轉型壓濾”發生的主要反應為Na2ZrO3+2HCl═Zr(OH)2↓+2NaCl,酸化時發生中和反應,其方程式為 Zr(OH)2+2HCl=ZrCl2+2H2OZr(OH)2+2HCl=ZrCl2+2H2O。“轉型壓濾”和“酸化”時都要加入鹽酸,但不能將這兩步操作合并進行的原因是 防止產物中混有NaCl雜質防止產物中混有NaCl雜質。
(3)“酸化”時加入過量的鹽酸原因是 保證反應充分進行、降低ZrOCl2?8H2O的溶解度保證反應充分進行、降低ZrOCl2?8H2O的溶解度。
(4)與NaOH相比,CaO更易獲得且價格低廉。其他條件相同時,控制“堿燒”過程中CaO、NaOH、ZrSiO4的微粒個數比也可實現該反應,測得不同n(CaO)n(ZrSiO4)時(n表示微粒個數),鋯英砂轉化率隨溫度變化的關系如圖2所示。實際工業生產中選擇n(CaO)n(ZrSiO4)=0.5:1、溫度為800℃,而不選擇n(CaO)n(ZrSiO4)=0:1、溫度為700℃的主要原因是 兩種情況下鋯英砂的轉化率都很高,用CaO替代NaOH會降低原料成本,升高溫度會增加能源消耗;綜合來看,原料成本對生產的影響更大兩種情況下鋯英砂的轉化率都很高,用CaO替代NaOH會降低原料成本,升高溫度會增加能源消耗;綜合來看,原料成本對生產的影響更大。
(5)流程中有一步操作是除去硅元素,這步操作是 AA。
A.水洗壓濾
B.轉型壓濾
C.酸化
D.結晶
(6)ZrOCl2?8H2O洗滌后,在800℃灼燒可得一種用于制備壓電陶瓷的原料ZrO2,同時產生一種有刺激性氣味的氣體(HCl)和水蒸氣,該反應的化學方程式為 ZrOCl2?8H2O 800℃ ZrO2+2HCl↑+7H2O↑ZrOCl2?8H2O 800℃ ZrO2+2HCl↑+7H2O↑。
(7)現有含鋯量45.5%的鋯英砂100t,若不考慮制備過程中的損耗,則最終可制得產品氯鋯(ZrOCl2?8H2O)多少噸?(已知ZrOCl2?8H2O相對分子質量為322)
點燃
n
(
C
a
O
)
n
(
Z
r
S
i
O
4
)
n
(
C
a
O
)
n
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S
i
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4
)
n
(
C
a
O
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n
(
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r
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i
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4
)
800
℃
800
℃
【答案】+4;2H2O;Zr(OH)2+2HCl=ZrCl2+2H2O;防止產物中混有NaCl雜質;保證反應充分進行、降低ZrOCl2?8H2O的溶解度;兩種情況下鋯英砂的轉化率都很高,用CaO替代NaOH會降低原料成本,升高溫度會增加能源消耗;綜合來看,原料成本對生產的影響更大;A;ZrOCl2?8H2O ZrO2+2HCl↑+7H2O↑
800
℃
【解答】
【點評】
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發布:2024/6/27 10:35:59組卷:114引用:1難度:0.3
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