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  • 1. (2022·泰安模拟) 天空课堂第二课中航天员展示了金属锆(40Zr)在无容器实验柜中从液体变成固体时的“再辉”现象。以锆英石(主要成分是ZrSiO4 , 还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质)为原料生产锆的流程如图所示:

    已知:常温下,ZrCl4是白色固体, 604K升华,遇水强烈水解:ZrCl4+9H2O=ZrOCl2·8H2O+2HCl,在浓盐酸中会析出ZrOCl2·8H2O沉淀。请回答下列问题:

    1. (1) “高温气化”中可发生多个反应,写出发生的主要反应的化学方程式是
    2. (2) 分馏过程中,为防止产品变质,过程中一定需要注意的是。液体a的电子式是
    3. (3) 实验室中洗涤ZrOCl2·8H2O沉淀操作是
    4. (4) “还原”中氧化剂是(填化学式)。
    5. (5) 由于锆铪(Hf)矿石共生,这样制得的锆中常含有少量的铪,需要进一步分离提纯。

      第一步:溶解分离

      将样品溶于氢氟酸后再加入一定量KOH溶液,锆和铪均以[MF6]2-存在。

      ①已知在水中K2HfF6比K2ZrF6的溶解度大,且K2ZrF6的溶解度随温度的升高而增大,可以利用

      方法进行分离。

      ②离子交换法:利用强碱型酚醛树脂R-N(CH3)Cl-阴离子交换剂进行交换分离,原理是:2RN(CH3)3Cl+K2ZrF6= [RN(CH3)3]ZrF6+2 KCl;2RN(CH3)3Cl+K2HfF6=[RN(CH3)3]HfF6+2 KCl。然后再用HF和HCl混合溶液为淋洗剂,先后将这两种阴离子淋洗下来,达到分离的目的。这种方法能够将锆、铪分离的原因是

      ③将所得溶液与有机相磷酸三丁酯(TBP)充分混合、振荡,可以达到Zr与Hf分离。这种分离方法是

      第二步:高温还原

      在高温条件下,加入铝将制得的K2ZrF6还原可得锆,反应的化学方程式是

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