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          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+
          2H2O
          2H2O

          (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+2H2O
          Zr(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
          C
          a
          O
          n
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          r
          S
          i
          O
          4
          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
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          =0.5:1、溫度為800℃,而不選擇
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          =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
          A
          A

          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)

          【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
          800
          ZrO2+2HCl↑+7H2O↑
          【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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