组卷网 > 高中化学综合库 > 认识化学科学 > 氧化还原反应 > 氧化还原反应综合分析 > 氧化还原反应方程式的配平
题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:215 题号:17101895
ZrO2是重要的耐高温材料,可用作陶瓷遮光剂和良好的催化剂。天然锆石的主要成分是ZrSiO4,另外还常含有Fe、Al、Cu的氧化物等杂质。工业上以天然锆石为原料制备ZrO2的工艺流程如图:

已知:(i)加热氯化过程中ZrSiO4生成ZrCl4、SiCl4等;ZrCl4易溶于水,400℃时升华;
(ii)常用的铜抑制剂为NaCN,它可与重金属离子生成沉淀,如Cu(CN)2
(iii)“配合”生成的Fe(SCN)3难溶于MIBK(甲基异丁基酮,密度小于水),Zr(SCN)4在水中的溶解度小于在MIBK中的溶解度。
(1)“氯化”过程中,ZrSiO4发生反应的化学方程式为____,若“氯化”温度过高会导致ZrCl4产率降低,原因是____
(2)溶解时,加入盐酸量不宜过多的原因为____
(3)流程中“萃取”与“反萃取”可以分离铁、富集锆,简述“萃取”的原理:____
(4)为提高反萃取率,本实验分三次反萃取。请简述反萃取的操作过程:取一定体积萃取后的MIBK溶液加入分液漏斗中____得到Zr(SO4)2溶液。
(可选择试剂:约100mL1mol/LH2SO4溶液、约100mL3mol/LH2SO4溶液)
(5)用EDTA可快速测定反萃取液中锆的含量,其操作步骤如下:
①用移液管吸取10.00mL酸浸液于250mL锥形瓶中,加入约100mL水;
②以6mol•L-1的盐酸调节溶液pH在0~0.3,加入0.2g盐酸羟胺,加热煮沸;
③加入2滴二甲酚橙指示剂,趁热用0.02000mol•L-1EDTA标准溶液进行滴定,EDTA与ZrO2+按1︰1的比例进行螯合消耗EDTA14.30mL;
④至溶液由紫红色突变为亮黄色且30s保持不变色,即为终点。
根据相关数据,计算酸浸液中锆的含量(以ZrO2计)为____mg•mL-1(保留两位小数)。

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【推荐1】Co3O4在磁性材料、电化学领域应用广泛,实验室中可以用CoCO3或CoC2O4煅烧后制得。利用钴渣[含Co(OH)3、Fe(OH)3等]制备钴氧化物的流程如图所示:

已知:Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15Ksp(CoC2O4)=6.3×10-8,CoCO3煅烧300°C~600°C生成Co3O4,1100°C以上生成Co2O3
(1)“溶解还原”过程中Co(OH)3发生反应的离子方程式为___________
(2)“沉钴”时,不能用Na2C2O4溶液代替(NH4)C2O4溶液,原因是_______
(3)为测定草酸钻样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数进行如下实验:
①取草酸钴(CoC2O4·2H2O)样品3.050g,加入100.00mL0.1000mol/L酸性KMnO4溶液,加热(该条件下Co2+不被氧化)。
②充分反应后将溶液冷却至室温,加入250mL容量瓶中,定容。
③取25.00mL溶液,用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定,消耗FeSO4溶液18.00mL。
计算样品中草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)的质量分数:___________(写出计算过程)。
2022-06-03更新 | 98次组卷
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【推荐2】(1)固体正盐A, 可以发生如右图所示反应,其中E、I为中学常见的两强酸,则:

①A为_____________
②F G的化学方程式为______________________
③Fe与少量I的稀溶液反应的离子方程式______________________________________
④若CO2气体中混有少量C,欲除去C时,最好选用_______试剂;
(2)铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等。回答下列问题:
① 铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为第_____周期,第____族;
② PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为________________
③ PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为______________
④ PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0% (即)的残留固体。若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2·nPbO,计算x的值和m :n的值x=_______;m :n=________
2018-04-22更新 | 113次组卷
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【推荐3】物质的大小会对其性质有极大影响。
(1)纳米金:具有高电子密度、介电特性和催化作用。纳米金的制法:将0.01%的溶液煮沸,迅速加入1%的柠檬酸钠()溶液,持续煮沸7~10分钟。制备时溶液会因为加入的柠檬酸钠的量不同而产生不同的颜色,如下表所示。
纳米金颗粒大小(nm)颜色
2~5
10~20
30~80
资料:的溶液呈黄色,其酸性比柠檬酸强。
①在制备过程中,存在如下反应,已知产物是柠檬酸脱去一个羧基得到的,核磁共振氢谱显示其有4组峰。请补全并配平下面的反应方程式(要写出的结构简式) _______
→□_______+□_______()+□+□HCl
②柠檬酸钠的作用是_______,如果一段时间后的液体仍为黄色,则可以_______(填操作)来检验是否生成纳米金。
(2)微米水:可以高效诱导分子的还原反应,且不需要任何的外加还原剂或外加电荷。科学家使用上述方法制取纳米金时,引入了不加柠檬酸的对照组。令人惊奇的是对照组也发生了反应,他经过猜想与论证,最终将目光锁定在水身上,用如下装置(如图1所示)进行验证。

①使用丙酮酸()来验证,通过检验由丙酮酸生成的产物_______,证明猜想成立。
②发现随着丙酮酸浓度的增加,还原效率会迅速降低,图2与图3中丙酮酸浓度均为10mol/L。

还原效率会随着雾化气体压强的增大而增大的原因是_______
③为探究还原反应的具体过程,继续设计实验:向水中加入一种指示剂R,这种指示剂正常状态下不显色,R在遇到一定浓度的与还原剂后会显示红色荧光,过程可以表示为:R(无色)(红色荧光)。加入R后观测到的现象如图4所示。

结合图4和上述实验,你可以得出什么推论?_______
(3)综合上述内容,你对物质有了哪些更深入的认识?_______
2022-05-31更新 | 262次组卷
共计 平均难度:一般