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锆（Zr）是一种重要的稀有元素。 （1）由锆英石（ZrSiO4）可制取ZrOC12-8H2O ①用碳熔炼锆英石制碳化锆的化学方程式为：ZrSiO4＋3CZrC＋SiO2＋2CO↑，该反应中氧化剂与还原剂的质量比为         。 ②用烧碱熔ZrC制取Na2ZrO3，完成该反应的化学方程式： □ZrC+□NaOH+□       □Na2ZrO3+□CO2+□H2O ③碱熔料用盐酸浸出可得ZrOC12溶液。通过蒸发结晶从该溶液中获得ZrOC12-8H2O，还需用浓盐酸控制酸度，原因是                   。 （2）ZrOC12-8H2O具有多方面的用途。用ZrOC12-8H2O和YC13制备Y2O3－－ZrO2复合粉体的流程如下： ①共沉淀时，生成Zr(OH)4的化学方程式为         。 ②当共沉淀恰好完全时，溶液中c(Zr4＋)=         。 （已知Ksp[Zr(OH)4]=6.4×10—49，Ksp[Y(OH)3]=8.0×10—23；溶液中离子浓度为1×10－5mol?L－1时，可认为沉淀完全） ③将制得的一种复合粉体溶于水后，测得其微粒的平均直径为30 nm，该分散系属于         。

参考解答

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2025-06-17 05:19:57

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（15分）（1）①1∶2（2分） ②ZrC+2NaOH+2O2Na2ZrO3+CO2+H2O（3分） ③防止ZrO2+的水解（2分） （2）①ZrOCl2+2NH3?H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4Cl（3分） ②4.0×10—26mol?L—1（3分） ③胶体（2分）

试题分析：（1）①碳元素的化合价既升高又降低，C既是氧化剂又是还原剂，ZrC是还原产物，CO是氧化产物，且还原产物与氧化产物的物质的量之比为1∶2，则氧化剂与还原剂的物质的量或质量之比为1∶2；②碳元素由—4价升为+4价，被氧气氧化，氧元素由0价降为—2价，根据化合价升降总数相等、原子守恒配平可得，ZrC+2NaOH+2O2Na2ZrO3+CO2+H2O；③用盐酸酸浸、控制酸度的主要目的是抑制盐类的水解或防止ZrO2+的水解；（2）①读图可知，共沉淀发生复分解反应，则反应式为ZrOCl2+2NH3?H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4Cl；②当Y3+沉淀完全时，由Y(OH)3(s)Y3+(aq)+3OH—(aq)可知，c(OH—)===2.0×10—6mol?L—1，由Zr(OH)4(s)Zr4+(aq)+4OH—(aq)可知，c(Zr4+)==mol?L—1=4.0×10—26mol?L—1；③1nm<30nm<100nm，则该分散系属于胶体。

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