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题型:解答题-工业流程题 难度:0.4 引用次数:261 题号:16883105
形状记忆陶瓷目前尚处于研究阶段,其中一种形状记忆陶瓷的主要原材料是纳米级ZrO2。用锆石(ZrSiO4,含少量Fe、Al和Si的氧化物)制备纳米级ZrO2的流程设计如图:

回答下列问题。
(1)锆石“粉碎过筛”的目的是____
(2)“酸浸”过程中发生的氧化还原反应的离子方程式为____。滤渣1的主要成分是____。若室温下Ksp[Cu(CN)2]=4×10-11,则为了使溶液中的c(Cu2+)≤1×10-5mol/L,则溶液中CN的浓度不能低于____
(3)在空气中焙烧Zr(OH)4可以得到纳米ZrO2,反应使用的主要陶瓷仪器是____,工业生产中常常用无水乙醇洗涤Zr(OH)4,除了可以使纳米级ZrO2纯度更高、颗粒更细外,还可以____
(4)酸浸时,得到的溶质主要是ZrOCl2,而不是预想中的ZrCl4,说明ZrCl4很容易水解,则ZrCl4水解产生ZrOCl2的化学方程式是____
(5)若锆石中含有ZrSiO4的质量分数是54.9%,在制备ZrO2的过程中损失10%的锆元素,则1kg锆石理论上能够制得ZrO2的质量是____g。

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名校
【推荐1】某同学在课外阅读中得知:实验室用电石(主要成分CaC2)与水反应制取乙炔(C2H2)反应的方程式为。在实验室中该同学把一定量的CaC2加入Na2CO3溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,并对滤液的成分进行探究。
【提出问题】滤液中溶质的成分是什么?
【猜想与假设】猜想一:NaOH
猜想二:NaOH,Ca(OH)2
猜想三:NaOH,Na2CO3
【设计并实验】
(1)填写下列内容:
实验实验操作实验现象实验结论
实验一取少量滤液于试管中,向试管这滴入适量的______________猜想二不成立
实验二另取少量滤液于试管中,向其中加入过量稀盐酸产生气泡猜想_______成立
写出实验二中产生气泡的化学方程式:_______
【讨论交流】
(2)若向Cu(NO3)2溶液中加少量CaC2,充分反应,产生的现象是_______
(3)实验室保存电石应注意_______
【扩展提升】现有一份由氢氧化钠和碳酸钠两种物质组成的固体样品,为确定其组成,上述小组同学将样品全部溶于蒸馏水中配制成122g溶液,再把120g稀盐酸分六次加入其中每次反应后称量所得溶液的质量,所测数据如下表所示,
第一次第二次第三次第四次第五次第六次
加入稀盐酸的质量/g202020202020
反应后溶液的质量/g142162181.56200.68219.8239.8
每次生成气体的质量/g000.44m0.880
计算:
(4)上述表格中产生气体的质量:m=_______
(5)所加稀盐酸中溶质的质量分数_______
(6)第5次加入稀盐酸充分反应后所得溶液中溶质的质量_______
2023-06-13更新 | 130次组卷
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【推荐2】丁香酚氧基乙酸不仅有抗病毒、抗菌性能,而且还有抑制脂质增加的功能。纯净的丁香酚氧基乙酸为白色固体,可用丁香酚(,沸点:)为主要原料制得,其合成原理如下所示:

具体合成步骤如下:
I.将溶于中,添加丁香酚,在下搅拌,得到溶液甲。
II.将氯乙酸溶解在水中,缓慢添加溶液使其呈碱性,得到溶液乙。
III.将溶液乙缓慢滴加到溶液甲中,在搅拌混合物1小时,反应完毕后,冷却至室温,加入盐酸至溶液呈酸性,得到溶液丙。
IV.向溶液丙中加入碎冰,搅拌至黄色油状物变成淡黄色固体,过滤、洗涤。
V.向固体中加,加热至沸腾,随后将溶液用冰水冷却。经过滤、洗涤、干燥称量,得到固体。
回答下列问题:

(1)步骤I中最适宜的加热方式为___________
(2)若步骤I中加入过量,产生的后果是___________(用化学方程式表示)。
(3)某兴趣小组设计的反应装置如图所示(加热装置略去),仪器的名称是___________;某同学认为不需要仪器,他给出的理由是___________
(4)步骤IV中碎冰的作用为___________
(5)步骤V分离提纯方法的名称是___________
(6)本实验的产率为___________(保留三位有效数字)。
2024-05-02更新 | 395次组卷
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【推荐3】过氧化钙为白色固体,常温下微溶于水、难溶于乙醇,在碱性条件下稳定。在潮湿的空气或水中发生水解反应并缓慢释放氧气,是一种用途广泛的优良供氧剂和消毒剂。一种过氧化钙的制备方法如图所示(略去夹持装置):

(1)步骤I中首先向碳酸钙固体中加入稀盐酸至溶液中仅剩余极少量固体,反应的离子方程式为___________。将溶液煮沸、趁热过滤、冷却备用,其中煮沸的目的是___________。另取6%的双氧水和浓氨水以体积比2:1混合备用。
(2)步骤II制备过氧化钙晶体(CaO2·8H2O)。将两种备用溶液分别加到烧瓶和分液漏斗中,打开分液漏斗活塞向烧瓶中缓慢滴加溶液,开启磁力搅拌器使液体充分混合反应,滴加完毕后,继续在冰水浴中放置30min,可观察到大量白色晶体生成。
①分液漏斗中盛装的液体为___________(填字母)。
a.CaCl2溶液      B.双氧水和浓氨水的混合溶液
②制备过氧化钙晶体的化学方程式为___________
③抽滤,依次用冰水、乙醇洗涤,检验沉淀是否洗净的操作是___________
(3)步骤III控制温度为105℃使CaO2·8H2O脱水为CaO2,过程中需持续通入氧气,其作用是___________
(4)已知CaO2在350℃时迅速分解生成CaO和O2.采用量气法测定产品中CaO2含量的装置如图所示(略去加热装置),其中量气管由碱式滴定管装配而成。

①已知样品质量为mg,量气管的初始读数为V2mL(已换算为标准状况,下同),终点读数为V1mL,则产品中过氧化钙的质量分数为___________(用化简后的式子表示)。
②下列操作中会导致过氧化钙的质量分数偏高的是___________
A.实验前装置内残留有空气   B.初始读数时俯视量气管
C.停止加热后立即读数     D.最终读数时量气管液面高于水准管
2024-01-14更新 | 275次组卷
共计 平均难度:一般