锆（40Zr）是现代工业的重要金属原料，具有良好的可塑性，抗蚀性能超过钛．以锆英石（主要成分是ZrSiO4，还含有少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质）为原料生产锆及其化合物的流程如图所示：（1

Question

锆（₄₀Zr）是现代工业的重要金属原料，具有良好的可塑性，抗蚀性能超过钛．以锆英石（主要成分是ZrSiO₄，还含有少量Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃等杂质）为原料生产锆及其化合物的流程如图所示：

（1）ZrSiO₄中锆元素的价态是___，SiCl₄的电子式为___．
（2）上述流程中，高温气化存在多个反应，若不考虑反应中的损失，则分馏后得到的SiCl₄质量通常比由纯ZrSiO₄发生的反应得到的SiCl₄质量大，原因是___．
（3）高温气化后的固体残渣除碳（C）外，还有Al₂O₃和FeCl₃，加水浸取得氯化铁溶液，过滤，从滤渣中分离出碳和Al₂O₃两种固体的方法是___．
（4）写出上述流程中ZrCl₄与水反应的化学方程式：___．
（5）某燃料电池是以C₂H₄作为燃料气，另一极通入氧气，电解质是掺杂氧化钇（Y₂O₃）的氧化锆（ZrO₂）晶体，在熔融状态下能传导O^2-，则负极上发生的反应式为___．用该电池电解硫酸铜溶液一段时间后，需向溶液中加入4.44g Cu₂（OH）₂CO₃使溶液复原．则这段时间内电路中转移的电子物质的量为___．

Answer 1

锆英石（主要成分为ZrSiO4，也可表示为ZrO2•SiO2，还含少量Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质），通入足量的氯气以及和足量的石焦油反应，ZrSiO4转化为ZrCl4，加水水解，使ZrCl4转化为ZrOCl2•8H2O，900℃加热分解，即可得...