二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土氧化物。平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料回收鈰，設(shè)計實驗流程如下:

（1）洗滌濾渣A的目的是為了除去____________（填離子符號），檢驗該離子是否洗凈的方法是_________________________________________________________。
（2）第②步反應(yīng)的離子方程式是______________________________________，濾渣B的主要成分是___________________。
（3）萃取是分離稀土元素的常用方法，已知化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，TBP______________（填“能”或“不能”）與水互溶。實驗室進行萃取操作時用到的主要玻璃儀器有_______________、燒杯、玻璃棒、量筒等。
（4）取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.536 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 mol·L－1 FeSO4標準溶液滴定至終點時（鈰被還原為Ce3＋），消耗25.00 mL標準溶液。該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分數(shù)為___________（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

(1) (共4分)    Fe3＋(1分)　取最后一次洗滌液(1分)，加入KSCN溶液(1分)，若不出現(xiàn)紅色，則已洗凈(1分)；反之，未洗凈(其他合理答案均可)
(2) (共4分)   2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O(3分) （配平錯扣2分、沒有↑扣1分）　 SiO2(1分)        (3)不能　分液漏斗(各2分)     (4)97%或0.97( 4分)

解析試題分析：（1）廢玻璃粉末中含有的二氧化鈰和二氧化硅都是難溶于酸的，加入稀鹽酸目的是溶解氧化鐵等雜質(zhì)，所以得到的濾渣主要是SiO2、CeO2 ，對濾渣進行洗滌就是要洗去殘留的可溶性的Fe3＋ 雜質(zhì)，所以檢驗該離子是否洗凈，應(yīng)該取最后一次洗滌液，加入KSCN試劑，若不出現(xiàn)血紅色現(xiàn)象，則證明已經(jīng)洗滌干凈，否則未洗凈。
（2）濾渣A中的二氧化鈰的Ce為+4價，而加入稀硫酸和H2O2后，固體CeO2 被溶解，且被還原為了+3價的Ce3+ ，所以可以看出加入的雙氧水作還原劑，在性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，方程式為：2CeO2＋H2O2＋6H＋=2Ce3＋＋O2↑＋4H2O，所以得到的濾渣B是SiO2。
（3）化合物TBP作為萃取劑能將鈰離子從水溶液中萃取出來，所以該萃取劑必須與水互不相容，在萃取分液操作中比需要用到分液漏斗。
（4）Ce(OH)4產(chǎn)品在用硫酸溶解后生成了Ce4＋ ，所以用還原劑滴定該溶液，Ce4＋ 變成了Ce3＋ ，而Fe2+ 被氧化成了Fe3+ ，所以根據(jù)電子的是守恒計算，n(Ce(OH)4)=n(FeSO4)="cV=0.100" 0 mol·L－1×25.00 ×10－3 L=0.0025mol，所以Ce(OH)4的質(zhì)量分數(shù)W=nM/m樣品×100%=0.0025mol×208g/mol / 0.536g=97%。（要注意保留兩位有效數(shù)字）。
考點：本題考查的是化學(xué)工藝流程題。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

鍶（Sr）為第五周期ⅡA族元素，其化合物六水氯化鍶（SrCl2·6H2O）是實驗室重要的分析試劑，工業(yè)上常以天青石（主要成分為SrSO4）為原料制備，生產(chǎn)流程如下：

已知：① 經(jīng)鹽酸浸取后，溶液中除含有Sr2+和Cl－外，還含有少量Ba2+雜質(zhì)；
② SrSO4、BaSO4的溶度積常數(shù)分別為3.3×10－7、1.1×10－10；
③ SrCl2·6H2O的摩爾質(zhì)量為：267 g/mol。
（1）天青石焙燒前先研磨粉碎，其目的是_________________________________________。
（2）隔絕空氣高溫焙燒，若0.5 mol SrSO4中只有S被還原，轉(zhuǎn)移了4 mol電子。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____________________________________________。
（3）為了得到較純的六水氯化鍶晶體，過濾2后還需進行的兩步操作是_______________。
（4）加入硫酸的目的是______________________。為了提高原料的利用率，濾液中Sr2+的濃度應(yīng)不高于_________ mol/L（注：此時濾液中Ba2+濃度為1×10－5 mol/L）。
（5）產(chǎn)品純度檢測：稱取1.000 g產(chǎn)品溶解于適量水中，向其中加入含AgNO3 1.100×10－2 mol的AgNO3溶液（溶液中除Cl―外，不含其它與Ag+反應(yīng)的離子），待Cl―完全沉淀后，用含F(xiàn)e3+的溶液作指示劑，用0.2000 mol/L的NH4SCN標準溶液滴定剩余的AgNO3，使剩余的Ag+ 以AgSCN白色沉淀的形式析出。
①滴定反應(yīng)達到終點的現(xiàn)象是_________________________________________。
②若滴定過程用去上述濃度的NH4SCN溶液20.00 mL，則產(chǎn)品中SrCl2·6H2O的質(zhì)量百分含量為______________（保留4位有效數(shù)字）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

新型材料納米級Fe粉具有超強的磁性，能用作高密度磁記錄的介質(zhì)以及高效 催化劑等。
I．實驗室采用氣相還原法制備納米級Fe,其流程如下：

（1）固體加熱脫水通常要通入                                     。
（2）生成納米級Fe的化學(xué)方程式為                                             。
Ⅱ．在不同溫度下，納米級Fe粉與水蒸氣反應(yīng)的固體產(chǎn)物不同：溫度低于570℃時生成FeO，高于570℃時生成。甲同學(xué)用下圖所示裝置進行納米級Fe粉與水蒸氣的反應(yīng)并驗證固體產(chǎn)物。

（3）B中收集到的氣體是              (填名稱)，C裝置的作用是         。
（4）乙同學(xué)為探究實驗結(jié)束后試管內(nèi)的固體物質(zhì)成分，進行了下列實驗：

乙同學(xué)認為該條件下反應(yīng)的固體產(chǎn)物為FeO。丙同學(xué)認為該結(jié)論不正確，他的理由是                 (用離子方程式表示)。
（5）丁同學(xué)稱取5．60gFe粉，反應(yīng)一段時間后，停止加熱。將試管內(nèi)的固體物質(zhì)在干燥器中冷卻后，稱得質(zhì)量為6．88g。然后將冷卻后的固體物質(zhì)與足量FeCl3溶液充分反應(yīng)，消耗0．08molFeCl3。丁同學(xué)實驗的固體產(chǎn)物為                       。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

鹵塊的主要成分是MgCl2，此外還含 Fe3+、Fe2+和Mn2+等離子。以鹵塊為原料可制得輕質(zhì)氧化鎂，工藝流程如下圖：

已知：Fe2+氫氧化物呈絮狀，不易從溶液中除去，所以常將它氧化為Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)，請根據(jù)表1表2提供的資料，填寫空白：  
表1  生成氫氧化物沉淀的pH

物質(zhì)
開始沉淀
沉淀完全
Fe（OH）3
2.7
3.7
Fe（OH）2
7.6
9.6
Mn（OH）2
8.3
9.8
Mg（OH）2
9.6
11.1
 
表2  化學(xué)試劑價格表
試劑
價格（元/噸）
漂液（含NaClO，25.2%）
450
雙氧水（含H2O2 ,30%）
2400
燒堿（含98% NaOH）
2100
純堿（含99.5% Na2CO3）
600
 
（1）在步驟②中加入漂液而不是雙氧水其原因是                                         。
寫出加入NaClO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式                                                        。
（2）在步驟③中控制pH=9.8，其目的是                                                       。
（3）沉淀物A的成分為             ，試劑Z應(yīng)該是              。
（4）在步驟⑤中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                                      。
（5）若在實驗室中完成步驟⑥，則沉淀物必需在          （填儀器名稱）中灼燒。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的鋁灰制備Al2(SO4)3·18H2O，工藝流程如下：
Ⅰ.向鋁灰中加入過量稀H2SO4，過濾：
Ⅱ.向濾液中加入過量KMnO4溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為3；
Ⅲ.加熱，產(chǎn)生大量棕色沉淀，靜置，上層溶液呈紫紅色；
Ⅳ.加入MnSO4至紫紅色消失，過濾；
Ⅴ.濃縮、結(jié)晶、分離，得到產(chǎn)品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的離子方程式是___________________________________
_________________________。
(2)將MnO4—氧化Fe2＋的離子方程式補充完整：42—

(3)已知：生成氫氧化物沉淀的pH

 
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
開始沉淀時
3.4
6.3
1.5
完全沉淀時
4.7
8.3
2.8
 
注：金屬離子的起始濃度為0.1 mol·L－1。
根據(jù)表中數(shù)據(jù)解釋步驟Ⅱ的目的____________________________________。
(4)已知：一定條件下，MnO4—可與Mn2＋反應(yīng)生成MnO2。
①向Ⅲ的沉淀中加入濃HCl并加熱，能說明沉淀中存在MnO2的現(xiàn)象是
_________________________________________________________________。
②Ⅳ中加入MnSO4的目的是______________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

高鐵酸鉀(K2FeO4)是新型多功能水處理劑，堿性條件下性質(zhì)穩(wěn)定，其生產(chǎn)過程如下：

請回答下列問題
（1）氯堿工業(yè)制Cl2的化學(xué)反應(yīng)方程式                                  ；
（2）生成“反應(yīng)液Ⅱ”的離子方程式是      ；（3）使用堿性KClO的原因是    ；
（4）從“反應(yīng)液II”中分離出K2FeO4后 ，副產(chǎn)品是KCl和      (填化學(xué)式)，該混合物可用         方法分離提純（填字母序號）；

A．過濾 B．分液 C．蒸餾 D．重結(jié)晶 
（5）工業(yè)生產(chǎn)3.96t K2FeO4，理論上消耗Cl2的物質(zhì)的量為______mol。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

紅礬鈉(重鉻酸鈉：Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料，在印染工業(yè)、電鍍工業(yè)和皮革工業(yè)中做輔助劑，在化學(xué)工業(yè)和制藥工業(yè)中也可做氧化劑，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。實驗室中紅礬鈉可用一種鉻鐵礦(主要成分：FeO·Cr2O3，還含有少量的Al2O3)通過以下過程來制取。

回答下列問題：
(1)步驟Ⅰ中反應(yīng)化學(xué)方程式為4FeO2·Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g)=8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)。
①在實驗室，步驟Ⅰ應(yīng)在________(填“陶瓷”或“鐵”)坩堝中完成。
②在常溫下該反應(yīng)速率極慢，下列措施中能使反應(yīng)速率增大的是________(填字母)。
A．將原料粉碎　B．增加純堿的用量　C．升高溫度
(2)步驟Ⅱ中NaOH的作用是________________________(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)。
(3)步驟Ⅳ中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________；反應(yīng)完成的標志是________。
(4)利用下面的復(fù)分解反應(yīng)，將紅礬鈉與KCl固體按1?2物質(zhì)的量之比混合溶于水后經(jīng)適當操作可得到K2Cr2O7晶體：Na2Cr2O7＋2KCl=K2Cr2O7＋2NaCl(已知：溫度對氯化鈉的溶解度影響很小，對重鉻酸鉀的溶解度影響較大)
基本實驗步驟為①溶解；②________；③________；④冷卻，結(jié)晶，再過濾得K2Cr2O7晶體。其中③應(yīng)在________(填“高溫”或“低溫”)條件下進行。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

海洋是一個豐富的資源寶庫，通過海水的綜合利用可獲得許多物質(zhì)供人類使用。
（1） 海水中鹽的開發(fā)利用：
Ⅰ.海水制鹽目前以鹽田法為主，建鹽田必須選在遠離江河入�？冢囡L少雨，潮汐落差大且又平坦空曠的海灘。所建鹽田分為貯水池、蒸發(fā)池和_______池。
II.目前工業(yè)上采用比較先進的離子交換膜電解槽法進行氯堿工業(yè)生產(chǎn)，在電解槽中陽離子交換膜只允許陽離子通過，阻止陰離子和氣體通過，請說明氯堿生產(chǎn)中陽離子交換膜的作用____________________________________________。（寫一點即可）
（2）電滲析法是近年來發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術(shù)，其原理如下圖所示。請回答后面的問題：

Ⅰ.海水不能直接通入到該裝置中，理由是_____________________________________________。
Ⅱ. B口排出的是________(填“淡水”或“濃水”)。
（3）用苦鹵（含Na+、K+、Mg2+、Cl-、Br-等離子）可提取溴，其生產(chǎn)流程如下：

Ⅰ.若吸收塔中的溶液含BrO3－，則吸收塔中反應(yīng)的離子方程式為＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
_________________________________________。
Ⅱ.通過①氯化已獲得含Br2的溶液，為何還需經(jīng)過吹出、吸收、酸化來重新獲得含Br2的溶液？_____________________________________________________________________。
Ⅲ.向蒸餾塔中通入水蒸氣加熱，控制溫度在900C左右進行蒸餾的原因是___________________________________________________________________________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

釩及化合物用途廣泛。工業(yè)上常用含少量Al2O3的釩鐵礦（FeO×V2O5）堿熔法提取V2O5。簡要流程如下：

已知：①焙燒時可發(fā)生反應(yīng)：V2O5 + Al2O3+2Na2CO32NaVO3 +2NaAlO2 +2CO2­
②常溫下物質(zhì)的溶解度：NaVO3～21．2 g /100g水；HVO3～0．008 g /100g水
（1）“浸出渣B”的主要成分是            。（寫化學(xué)式）
（2）生產(chǎn)中，不直接用H2SO4浸泡“燒渣A”獲取HVO3的原因是                     。
（3）“操作①”包括       、洗滌。如果不洗滌，則產(chǎn)品中可能含有的金屬陽離子是     、     。下列裝置（部分夾持儀器省去）可用在實驗室進行“操作②”的是      。（填序號）
                               
A                  B                 C                     D
（4）NaVO3用于原油的脫硫技術(shù)，由V2O5溶于NaOH溶液中制取，反應(yīng)的離子方程式為                                                                   。

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同步練習冊答案