Ⅰ.ZrO
2常用作陶瓷材料,可由锆英砂(主要成分为ZrSiO
4,也可表示为ZrO
2·SiO
2,还含少量Fe
2O
3、Al
2O
3、SiO
2等杂质)通过如下方法制取:

已知:①ZrO
2能与烧碱反应生成可溶于水的Na
2ZrO
3,Na
2ZrO
3与酸反应生成ZrO
2+。
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。
金属离子
| Fe3+
| Al3+
| ZrO2+
|
开始沉淀时pH
| 1.9
| 3.3
| 6.2
|
沉淀完全时pH
| 3.2
| 5.2
| 8.0
|
(1)熔融时ZrSiO
4发生反应的化学方程式为___________________________________________,滤渣I的化学式为___________________
(2)为使滤液I的杂质离子沉淀完全,需用氨水调pH=a,则a的范围是____________________;继续加氨水至pH=b时,所发生反应的离子方程式为__________________________________________
(3)向过滤III所得滤液中加入CaCO
3粉末并加热,得到两种气体。该反应的离子方程式为:________________________________________
(4)为得到纯净的ZrO
2,Zr(OH)
4需要洗涤,检验Zr(OH)
4是否洗涤干净的方法是:____________________________
Ⅱ.氮化硅(Si
3N
4)是一种新型陶瓷材料,它可用石英与焦炭在高温的氮气流中反应制得:___SiO
2 +
C +
N
2
Si
3N
4 +
CO
根据题意完成下列各题:
(1)配平上述化学反应方程式。__________
(2)为了保证石英和焦炭尽可能的转化,氮气要适当过量。某次反应用了30 mol氮气,反应生成了5 mol一氧化碳,则此时混合气体的平均摩尔质量是______________。
(3)氮化硅陶瓷的机械强度高,硬度接近于刚玉(A1
2O
3),热稳定性好,化学性质稳定。以下用途正确的是__________(填序号)
A.可以在冶金工业上制成坩埚、铝电解槽衬里等设备
B.在电子工业上制成耐高温的电的良导体
C.研发氮化硅的全陶发动机替代同类型金属发动机
D.氮化硅陶瓷的开发受到资源的限制,没有发展前途