【題目】鈰(Ce)是種重要的稀土元素。以富含CeO2的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3以及其他少量可溶于稀酸的雜質(zhì))為原料,采用多種方法回收鈰。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
已知:CeO2不溶于稀鹽酸,也不溶于NaOH溶液。
⑴濾渣的成分是________,反應(yīng)②的離子方程式是________。
⑵干法空氣氧化法回收鈰是把Ce(OH)3被空氣氧化成Ce(OH)4,氧化過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為________。兩種制備Ce(OH)4的數(shù)據(jù)如下表:
干法空氣氧化法 | 氧化溫度 | 氧化率 | 氧化時(shí)間 |
暴露空氣中 | 110~120 | 90 | 18 |
在對(duì)流空氣氧化爐中 | 110~120 | 99 | 8 |
在對(duì)流空氣氧化爐中大大縮短氧化時(shí)間的原因是________。
⑶利用電解方法也可以實(shí)現(xiàn)鈰的回收。
①在酸性條件下電解Ce2O3(如圖):陽(yáng)極電極反應(yīng)式為________,離子交換膜為________(填“陰”或“陽(yáng)”)離子交換膜。
②電解產(chǎn)物Ce(SO4)2是重要的氧化劑,將其配成標(biāo)準(zhǔn)溶液,在酸性條件下能測(cè)定工業(yè)鹽中NaNO2的含量,寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________。
【答案】SiO2、CeO2 H2O2 + 6H+ + 2CeO2 = 2Ce3+ + O2↑+ 4H2O 4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O = 4Ce(OH)4 空氣對(duì)流能使氧氣濃度增大,使氧化表面增大 Ce2O3 -2e- + 6H+ = 2Ce4+ + 3H2O 陽(yáng) 2Ce4+ + NO2-+ H2O = 2Ce3++ 2H+ + NO3-
【解析】
廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2以及其他少量可溶于稀酸的物質(zhì)中加入稀鹽酸,Fe2O3轉(zhuǎn)化FeCl3存在于濾液中,濾渣為CeO2和SiO2;加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+,濾渣為SiO2;加入堿和氧氣后Ce3+轉(zhuǎn)化為Ce(OH)4沉淀,Ce(OH)4分解為CeO2;
⑴由以上信息得知濾渣的成分,加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+,寫(xiě)出反應(yīng)②的離子方程式;
⑵氧化過(guò)程中Ce(OH)3被空氣氧化成Ce(OH)4;空氣對(duì)流能使氧氣濃度增大,使氧化表面增大,縮短氧化時(shí)間;
⑶①陽(yáng)極上Ce2O3失電子生成Ce4+,陰極上氫離子得電子,Ce4+透過(guò)離子交換膜進(jìn)入陰極得到Ce(SO4)2;②Ce(SO4)2在酸性條件下被NaNO2還原為Ce3+。
⑴由以上分析可知濾渣的成分是SiO2、CeO2,加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+,反應(yīng)②的離子方程式是H2O2 + 6H+ + 2CeO2 = 2Ce3+ + O2↑+ 4H2O;
故答案為:SiO2、CeO2;H2O2 + 6H+ + 2CeO2 = 2Ce3+ + O2↑+ 4H2O;
⑵氧化過(guò)程中Ce(OH)3被空氣氧化成Ce(OH)4,發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O = 4Ce(OH)4;空氣對(duì)流能使氧氣濃度增大,使氧化表面增大,則對(duì)流空氣使氧化爐中大大縮短氧化時(shí)間;
故答案為:4Ce(OH)3 + O2 + 2H2O = 4Ce(OH)4;空氣對(duì)流能使氧氣濃度增大,使氧化表面增大;
⑶①陽(yáng)極上Ce2O3失電子生成Ce4+,電極反應(yīng)式為Ce2O3 -2e- + 6H+ = 2Ce4+ + 3H2O,陰極上氫離子得電子,Ce4+透過(guò)離子交換膜進(jìn)入陰極得到Ce(SO4)2,所以離子交換膜為陽(yáng)離子交換膜為;
故答案為:Ce2O3 -2e- + 6H+ = 2Ce4+ + 3H2O;陽(yáng);
②Ce(SO4)2在酸性條件下被NaNO2還原為Ce3+,離子方程式為2Ce4+ + NO2-+ H2O = 2Ce3++ 2H+ + NO3-,故答案為:2Ce4+ + NO2-+ H2O = 2Ce3++ 2H+ + NO3-。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】將鋅片和銅片按圖示方式插入檸檬中,電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列針對(duì)該裝置的說(shuō)法正確的是( )
A.將電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能
B.電子由銅片流出經(jīng)導(dǎo)線到鋅
C.一段時(shí)間后,鋅片質(zhì)量減輕
D.銅片一側(cè)檸檬變藍(lán)色,產(chǎn)生Cu2+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng): X2(g)+Y 2(g) 2Z(g) ,已知 X 2、Y2、Z 的起始濃度分別為0.1mol/L 、0.3mol/L 、0.2mol/L ,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度有可能是 ( )
A.Z 為 0.3mol/LB.Y2 為 0.4mol/LC.X2 為 0.2mol/LD.Z 為 0.4mol/L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列裝置加持裝置略去能達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康氖? )
選項(xiàng) | A | B | C | D |
裝置 | ||||
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span> | 比較非金屬性: N>C>Si | 制備并收集乙酸乙酯 | 除去Ca(OH)2與中的NH4Cl | 驗(yàn)證HCl的溶解性 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列圖中的實(shí)驗(yàn)方案,能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖?/span>( )
A.可用于制取少量NH3或用MnO2和濃鹽酸制取Cl2
B.可用于制取乙烯并檢驗(yàn)乙烯
C.可以驗(yàn)證FeCl3對(duì)H2O2分解反應(yīng)有催化作用
D.先從口進(jìn)氣集滿CO2,再?gòu)?/span>口進(jìn)氣,可用于收集NO
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】依據(jù)敘述,寫(xiě)出下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。
(1)在25 ℃、101 kPa下,1 g甲醇燃燒生成CO2和液態(tài)水時(shí)放熱22.68 kJ。則表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式為______________________________________________________________________。
(2)若適量的N2和O2完全反應(yīng),每生成23 g NO2需要吸收16.95 kJ熱量。其熱化學(xué)方程式為________________________________________________。
(3)已知拆開(kāi)1 mol H—H鍵、1 mol N—H鍵、1 mol N≡N鍵分別需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為______________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】把活潑金屬片a和b放在盛有稀食鹽水和酚酞混合液的表面皿中,構(gòu)成如圖所示原電池,一段時(shí)間后觀察到區(qū)域I變紅色,則下列敘述正確的是( )
A.a是原電池的負(fù)極B.b的活潑性大于a
C.無(wú)電流產(chǎn)生D.b 電極上有氣泡產(chǎn)生
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多種化工試劑,以下為草酸鈷晶體和氯化鈷晶體的制備流程,回答下列問(wèn)題:
已知:①浸出液中含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等。
②沉淀Ⅰ中只含有兩種沉淀。
③流程中部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
開(kāi)始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)浸出過(guò)程中加入Na2SO3目的是___。
(2)NaClO3在浸出液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。
(3)加入Na2CO3調(diào)pH至5.2,目的是___;萃取劑層含錳元素,則沉淀Ⅱ的主要成分為__。
(4)操作Ⅰ包括:將水層加入濃鹽酸調(diào)整pH為2~3,___、__、過(guò)濾、洗滌、減壓烘干等過(guò)程。
(5)為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的含量,稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水,加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液,過(guò)濾、洗滌、干燥,測(cè)沉淀質(zhì)量。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,其原因可能是___(回答一條原因即可)。
(6)將5.49g草酸鈷晶體(CoC2O4·2H2O)置于空氣中加熱,受熱過(guò)程中不同溫度范圍內(nèi)分別得到一種固體物質(zhì),其質(zhì)量如下表。
溫度范圍/℃ | 固體質(zhì)量/g |
150~210 | 4.41 |
290~320 | 2.41 |
經(jīng)測(cè)定,整個(gè)受熱過(guò)程,只產(chǎn)生水蒸氣和CO2氣體,則290~320℃溫度范圍,剩余的固體物質(zhì)化學(xué)式為____。[已知:CoC2O4·2H2O的摩爾質(zhì)量為183g·mol1]
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】用50 mL 0.50 mol/L的鹽酸與50 mL 0.55 mol/L的氫氧化鈉溶液在如下圖所示的裝置中進(jìn)行中和反應(yīng),通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。回答下列問(wèn)題:
(1)燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是_________;
(2)環(huán)形玻璃攪拌棒能否用環(huán)形鐵質(zhì)攪拌棒代替?_____(填“能”或“不能”),其原因是_________
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí)氫氧化鈉溶液的濃度要用0.55 mol/L的原因是_________;實(shí)驗(yàn)中若改用60 mL 0.50 mol/L的鹽酸與50 mL 0.55 mol/L的氫氧化鈉溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量_____(填“相等”或“不相等”),若實(shí)驗(yàn)操作均正確,則所求中和熱________(填“相等”或“不相等”);
(4)已知在稀溶液中,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿發(fā)生中和反應(yīng)生成1 mol 水時(shí),放出57.3 kJ的熱量,則上述反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為: _____________。
(5)倒入NaOH溶液的正確操作是 _________
A.沿玻璃棒緩慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(6)某同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出的中和熱與57.3 kJ/mol有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)____________。
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差;
b.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定HCl溶液的溫度;
c.量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù);
d.倒完NaOH溶液后,發(fā)現(xiàn)裝NaOH燒杯內(nèi)有極少量殘留液。
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