题目
(1)
A部分:由锆英砂(ZrO2·SiO2 , 还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)制备ZrO2的流程如下:
已知:①ZrO2在强碱性溶液中以ZrO32-形式存在,在强酸性溶液中以ZrO2+形式存在。 ②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如下表。 Mn+ Fe3+ Al3+ ZrO2+ 开始沉淀时pH 1.9 3.3 6.2 沉淀完全时pH 3.8 5.6 8.0 操作I所需要的玻璃仪器为,操作I除了得到溶液a还可得到。
(2)
加氨水至溶液a中调节pH的的范围是。
(3)
操作II会得到滤液b和滤渣II,滤渣II分离过程如下:
氧化物B的化学式为。若试剂X为盐酸,缺点是。
(4)
操作III除得到Zr(OH)4外还得到某种溶液,向该溶液中加入CaCO3粉末并加热,得到两种气体。该反应的离子方程式为。
(5)
加入氨水至溶液b发生的离子方程式为。
(6)
为得到纯净的ZrO2 , Zr(OH)4需要洗涤,检验Zr(OH)4是否洗涤干净的方法是。
(7)
B部分:钛精矿是从钛铁矿或钛磁铁矿中采选出来,主要成分为FeTiO3 , 是生产用途非常广泛的钛白粉的原料。以钛精矿石为原料制备金属钛的流程如下图所示(某些过滤过程已忽略)。已知强酸性溶液中,+4价的钛元素以TiO2+形式存在,金属钛不溶于稀非氧化性酸。回答下列问题:
步骤②中加入铁屑的作用是。
(8)
晶体K俗称绿矾,晶体K的化学式为。
(9)
试写出溶液C加热制备钛酸沉淀的化学方程式。
(10)
步骤⑥加入过量的活性炭,则发生的化学方程式为,已知TiO2+2Cl2 TiCl4+O2为吸热反应,且该条件下反应也能够发生,为何制备TiCl4过程中还要加入活性炭,试解释原因。
(11)
气体F为氩气,F的作用是。
(12)
溶液H是,作用为。
答案: 【1】烧杯、漏斗、玻璃棒【2】H2SiO3
【1】5.6~6.2
【1】Al2O3【2】盐酸的量不易控制
【1】2NH4++CaCO3 2NH3↑+Ca2++CO2↑+H2O
【1】ZrO2++2NH3·H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+
【1】取最后一次洗涤液,加入硝酸酸化的AgNO3,未产生白色沉淀,则洗涤干净
【1】防止Fe2+被氧化
【1】FeSO4·7H2O
【1】TiOSO4+2H2O H2TiO3↓+H2SO4
【1】TiO2+2Cl2+2C 1173K__ TiCl4+2CO【2】活性炭与O2反应并放热,促进反应正向移动利于制备TiCl4
【1】做保护气
【1】稀盐酸【2】溶解MgCl2和未反应的Mg,过滤后提纯金属钛