Question

（2013?汕頭一模）鋯產業(yè)是極有發(fā)展?jié)摿�及前景的新興產業(yè)，鋯（Zr）元素是核反應堆燃料棒的包裹材料，二氧化鋯（ZrO₂）可以制造耐高溫納米陶瓷．我國有豐富的鋯英石（ZrSiO₄），含Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等雜質，生產鋯的流程之一如下：

（1）寫出上述流程中高溫氣化的反應方程式（碳轉化成CO）：

4C+4Cl₂+ZrSiO₄

高溫  .

ZrCl₄+SiCl₄+4CO

（2）寫出ZrOCl₂?8H₂O在900℃生成ZrO₂的反應方程式

ZrOCl₂?8H₂O

900°C  .

ZrO₂+2HCl↑+7H₂O↑

（3）關于二氧化鋯納米陶瓷和鋯合金的說法不正確的是

B

（單選）
A．二氧化鋯納米陶瓷是新型無機非金屬材料            B．1納米=10^-10米            C．鋯合金的硬度比純鋯要高
D．日本福島核電站的爆炸可能是由鋯合金在高溫下與水蒸氣反應產生的氫氣爆炸引起
（4）一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷；電解質是摻雜氧化釔（Y₂O₃）的氧化鋯（ZrO₂）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導O^2-． 在熔融電解質中，O^2-向

負

（填正負）極移動．電池正極電極反應為：

O₂+4e^-=2O^2-

，負極電極反應為：

C₄H₁₀+26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O

．

Answer 1

分析：（1）流程分析結合構成轉化關系和產物寫出化學方程式；
（2）依據(jù)流程產物結合原子守恒判斷產物寫出化學方程式；
（3）A、二氧化鋯納米陶瓷是新型無機非金屬材料；
B、1納米=10^-9米；
C、合金熔點低于各成分，硬度和強度大于各成分；
D、鋯合金在高溫下與水蒸氣反應產生的氫氣；
（4）丁烷具有還原性，為原電池的負極，被氧化，電極反應式為C₄H₁₀+13O^2--26e^-=4CO₂+5H₂O，通入空氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-=2O^2-，總反應式為2C₄H₁₀+13O₂→8CO₂+10H₂O，以此解答該題，注意電解質和離子的定向移動方向．

解答：解：（1）高溫氣化鋯英主要成分為ZrSiO₄，石加入氯氣和碳，碳轉化為一氧化碳，所以反應生成ZrCl₄、SiCl₄、CO；依據(jù)原子守恒配平書寫化學方程式為：4C+4Cl₂+ZrSiO₄

高溫  .

ZrCl₄+SiCl₄+4CO，故答案為：4C+4Cl₂+ZrSiO₄ 

高溫  .

ZrCl₄+SiCl₄+4CO；
（2）ZrOCl₂?8H₂O在900℃生成ZrO₂的反應方程式由流程可知分解生成ZrO₂，H₂O，由原子守恒可知產物中還有HCl，反應的化學方程式為ZrOCl₂?8H₂O

900°C  .

ZrO₂+2HCl↑+7H₂O↑，
故答案為：ZrOCl₂?8H₂O  

900°C  .

 ZrO₂+2HCl↑+7H₂O↑；
（3）A．二氧化鋯納米陶瓷是無機非金屬形成的材料，是新型無機非金屬材料，故A正確；
B．1納米=10^-9米，故B錯誤；
C．合金硬度、強于各成分，熔點低于各成分，鋯合金的硬度比純鋯要高，故C正確；
D．日本福島核電站的爆炸可能是由鋯合金在高溫下與水蒸氣反應產生的氫氣爆炸引起，故D正確；
故答案為：B；
（4）原電池中陰離子向負極移動，陽離子向正極移動，通入丁烷一極是負極，由于電解質為非水物質，則電解質中不存在OH^-離子，正確的電極反應式為C₄H₁₀+13O^2--26e^-=4CO₂+5H₂O；通入空氣的一極為原電池的正極，發(fā)生還原反應，電極反應式為O₂+4e^-=2O^2-，故答案為：負；O₂+4e^-=2O^2-；C₄H₁₀+26e^-+13O^2-=4CO₂+5H₂O．

點評：本題考查了物質制備的流程分析產物判斷，化學方程式的分析書寫方法，物質性質的中和應用，原電池反應原理的應用，電極反應書寫，注意原電池電解質不是電解質溶液，題目難度中等．