【題目】二氧化鈰(CeO2)是一種重要的稀土化合物。以氟碳鈰礦(主要含CeCO3F)為原料制備CeO2的一種工藝流程如下:
已知:i.Ce4+能與Fˉ結合成[CeFx](4-x)+,也能與SO42-結合成[CeSO4]2+;
ⅱ.在硫酸體系中Ce4+能被萃取劑[(HA)2]萃取,而Ce3+不能
ⅲ.常溫下,Ce2(CO3)3飽和溶液濃度為1.0×10-6mol·L-1。
回答下列問題:
(1)“氧化焙燒”過程中可以加快反應速率和提高原料利用率的方法是__________、__________ (寫出2種即可)。
(2)寫出“氧化焙燒”產(chǎn)物CeO2與稀H2SO4反應的離子方程式:__________。
(3)“萃取”時存在反應:Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H+。D表示Ce4+分別在有機層中與水層中存在形式的濃度之比(D=)。保持其它條件不變,在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改變水層中的c(SO42-),D隨起始料液中c(SO42-)增大而減小的原因是_____________。
(4)浸渣經(jīng)處理可得Ce(BF4)3,加入KCl溶液發(fā)生如下反應:
Ce(BF4)3(s)+ 3K+(aq) 3KBF4(s)+ Ce3+(aq)。
若一定溫度時,Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分別為a、b,則該反應的平衡常數(shù)K=__________(用a、b表示)。
(5)“反萃取”中加H2O2的主要反應離子方程式為__________。在“反萃取”后所得水層中加入1.0mol·L-1的NH4HCO3溶液,產(chǎn)生Ce2(CO3)3沉淀,當Ce3+沉淀完全時[c(Ce3+)=1×10-5mol·L-1],溶液中c(CO32-)約為__________。
(6)CeO2是汽車尾氣凈化催化劑的關鍵成分,它能在還原氣氛中供氧,在氧化氣氛中耗氧。在尾氣消除過程中發(fā)生著CeO2CeO2(1-x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循環(huán)。寫出CeO2消除CO尾氣的化學方程式:___________。
【答案】 礦石粉碎成細顆粒 通入大量空氣 CeO2+4H++SO42-=[CeSO4]2++2H2O 隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+被SO42-結合成[CeSO4]2+,導致萃取平衡向生成[CeSO4]2+方向移動,D迅速減小 2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+ 1×10-6mol/L 2xCO+CeO2=CeO2(1-x)+2xCO2
【解析】試題分析:本題以氟碳鈰礦為原料制備CeO2的流程為載體,考查流程的分析,指定情境下方程式的書寫,外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響,溶度積和平衡常數(shù)的計算。
(1)“氧化焙燒”過程中可以加快反應速率和提高原料利用率的方法是:將礦石粉碎成細顆粒,增大接觸面積;通入大量空氣。
(2)根據(jù)題給已知“Ce4+能與SO42-結合成[CeSO4]2+”,CeO2與稀H2SO4反應的離子方程式為CeO2+4H++SO42-=[CeSO4]2++2H2O。
(3)“萃取”時存在反應:Ce4++n(HA)2Ce(H2n-4A2n)+4H+,加入Na2SO4,隨著c(SO42-)增大,水層中Ce4+與SO42-結合成[CeSO4]2+,導致萃取平衡向左移動,即向生成[CeSO4]2+方向移動,D迅速減小。
(4)反應Ce(BF4)3(s)+ 3K+(aq)3KBF4(s)+ Ce3+(aq)的平衡常數(shù)K====。
(5)“萃取”后的有機層中為Ce4+,根據(jù)流程,加入H2O2將Ce4+還原成Ce3+,則H2O2被氧化成O2,反應寫成Ce4++H2O2→Ce3++O2↑,根據(jù)得失電子守恒配平為2Ce4++H2O2→2Ce3++O2↑,結合原子守恒、電荷守恒以及溶液呈酸性,寫出離子方程式為2Ce4++H2O2=2Ce3++O2↑+2H+。Ce2(CO3)3飽和溶液的濃度為1.010-6mol/L,Ce2(CO3)3的溶解平衡為:Ce2(CO3)3(s)2Ce3+(aq)+3CO32-(aq),則飽和溶液中c(Ce3+)=2.010-6mol/L、c(CO32-)=3.010-6mol/L,Ksp[Ce2(CO3)3]=c2(Ce3+)·c3(CO32-)=(2.010-6)2(3.010-6)3=1.0810-28;當Ce3+沉淀完全時,c3(CO32-)===1.0810-18,c(CO32-)=1.02610-6mol/L1.010-6mol/L。
(6)根據(jù)題意,“CeO2是汽車尾氣凈化催化劑的關鍵成分,它能在還原氣氛中供氧,在氧化氣氛中耗氧。”CO具有還原性,CeO2消除CO尾氣時應供氧,反應的化學方程式為CeO2+2xCO=CeO2(1-x)+2xCO2。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法中正確的是( )
A. 鋇中毒患者可盡快使用蘇打溶液洗胃,隨即導瀉使Ba2+轉化為BaCO3而排出
B. 工業(yè)上可以用NaHS、(NH4)2S等可溶性硫化物作沉淀劑除去廢水中的Hg2+
C. 水中的Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2受熱易分解生成難溶性的MgCO3、CaCO3,故水垢的主要成分是MgCO3、CaCO3
D. 珊瑚蟲從周圍海水中獲取Ca2+和,經(jīng)反應形成石灰石(CaCO3)外殼,從而逐漸形成珊瑚
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列反應中H2O只做還原劑的是( )
A.2Na+2H2O═2NaOH+H2↑
B.2H2O═2H2↑+O2↑
C.2F2+2H2O═4HF+O2
D.CaO+H2O═Ca(OH)2
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】用98%的濃硫酸(其密度為1.84 g/cm3)配制100 mL 1.0 mol·L-1稀硫酸,若實驗儀器有:
A.100 mL量筒 B.托盤天平 C.玻璃棒 D.50 mL容量瓶 E.10 mL量筒
F.膠頭滴管 G.50 mL燒杯 H.100 mL容量瓶
(1)需量取濃硫酸的體積為________mL。
(2)實驗時選用的儀器有(填序號)________。
(3)配制過程中,下列情況會使配制結果偏高的是(填序號)_________。
①定容時俯視刻度線觀察液面
②容量瓶使用時未干燥
③定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,再加蒸餾水補至刻度線
(4)在容量瓶使用方法中,下列操作不正確的是(填序號)________。
A.使用容量瓶前檢查它是否漏水
B.容量瓶用蒸餾水洗凈后,再用待配液潤洗
C.將氫氧化鈉固體放在天平托盤的濾紙上,準確稱量并放入燒杯中溶解后,立即注入容量瓶中
D.將準確量取的18.4 mol·L-1的硫酸,注入已盛有30 mL水的100 mL的容量瓶中,加水至刻度線
E.定容后塞好瓶塞,用食指頂住瓶塞,用另一只手的手指托住瓶底,把容量瓶倒轉搖勻
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】科學家剛剛發(fā)現(xiàn)了某種元素的原子,其質量是a g,12C的原子質量是b g,NA是阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是
A. 該原子的摩爾質量是a NA B. W g該原子的物質的量是:W/(aNA)mol
C. W g該原子中含有W/a個該原子 D. 由已知信息可得:
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】設NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.常溫常壓下,23g NO2含有NA個氧原子
B.標準狀況下,22.4L H2O含有NA個H2O分子
C.含10 NA個電子的N2分子的物質的量是1mol
D.0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中,OH﹣的個數(shù)為0.2NA個
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列各組物質互為同系物的是
A. O2和O3 B. CH3CH2CH2CH3和CH(CH3)3
C. 12C和13C D. CH3和CH3CH3
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】愛國實業(yè)家侯德榜在氨堿法的基礎上,發(fā)明了“聯(lián)合制堿法”,簡單流程如圖。完成下列問題:
(1)在飽和食鹽水中通入X和Y,則X______和Y_______(填物質名稱),先通X后通Y的原因是_______________________。
(2)寫出通入X和Y的化學反應方程式____________________________。
(3)操作Z包括________和________(填名稱)。
(4)溶液B中含有的主要離子是_____________,為了得到化肥(NH4Cl),需要在溶液B中通入NH3、冷凍、加食鹽,其中通入NH3的作用一_______________________________,作用二_______________________________。
(5)工業(yè)生產(chǎn)的純堿常會含少量NaCl雜質,F(xiàn)用重量法測定其純度,步驟如下:
① 稱取樣品ag,加水溶解;
② 加入足量的BaCl2溶液;
③ 過濾、_________、烘干、冷卻、稱量、烘干、冷卻、_________,最終得到固體bg。樣品中純堿的質量分數(shù)為___________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】如圖是元素周期表的一部分:
(1)元素⑩原子結構示意圖為__________.
(2)元素③④的第一電離能大小關系為_______(填化學用語,下同),原因是__________________。④-⑧中最高價氧化物對應水化物酸性最強的是_______.
(3)寫出元素⑦的最高價氧化物與NaOH溶液反應的離子方程式_________。
(4)元素⑤ 與⑧ 元素相比,非金屬性較強的是__________(用元素符號表示),下列表述中能證明這一事實的是__________。
A.氣態(tài)氫化物的揮發(fā)性和穩(wěn)定性
B.兩元素的電負性
C.單質分子中的鍵能
D.含氧酸的酸性
E.氫化物中X—H鍵的鍵長
F.兩單質在自然界中的存在形式
(5)根據(jù)下列五種元素的第一至第四電離能數(shù)據(jù)(單位:KJ·mol﹣1),回答下面各題:
元素代號 | I1 | I2 | I3 | I4 |
Q | 2080 | 4000 | 6100 | 9400 |
R | 500 | 4600 | 6900 | 9500 |
S | 740 | 1500 | 7700 | 10500 |
T | 580 | 1800 | 2700 | 11600 |
U | 420 | 3100 | 4400 | 5900 |
①T元素最可能是________(填“s”、“p”、“d”、“ds”等)區(qū)元素;
在周期表中,最可能處于同一主族的是_________.(填元素代號),
②下列離子的氧化性最弱的是______________。
A.S2+ B.R2+ C.U+ D.T3+
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com