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稀土是一种重要的战略资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈等稀土元...

稀土是一种重要的战略资源。氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,它是提取铈等稀土元素的重要矿物原料。氟碳铈矿的冶炼工艺流程如下:

已知:i.铈的常见化合价为+3+4。焙烧后铈元素转化成CeO2CeF4。四价铈不易进入溶液,而三价稀土元素易进入溶液。

ii.酸浸II中发生反应:9CeO2+3CeF4+45HCl+3H3BO3=Ce(BF4)3↓+11CeCl3+6Cl2↑+27H2O

请回答下列问题:

1)①焙烧氟碳铈矿的目的是_______

②焙烧后产生的CeO2是汽车尾气净化催化剂的关键成分,它能在还原气氛中供氧,在氧化气氛中耗氧。在尾气消除过程中发生着CeO2CeO2(1-x)+xO2的循环。写出CeO2消除CO尾气的化学方程式:________

2)在酸浸I中用盐酸浸出时,有少量铈进入滤液,且产生黄绿色气体。少量铈进入稀土溶液发生反应的离子方程式是________

3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液的目的是______

4)操作I的名称为_______,在实验室中进行操作II时所需要的硅酸盐仪器有_______

5操作I”后,向溶液中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,以获得Ce(OH)3沉淀,常温下加入NaOH调节溶液的pH应大于________即可认为Ce3+已完全沉淀。(已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20)

6)取上述流程中得到的Ce(OH)4产品5.000g,加酸溶解后,向其中加入含0.03300mol FeSO4FeSO4溶液使Ce4+全部被还原成Ce3+,再用0.1000mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点时,消耗20.00mL标准溶液。则该产品中Ce(OH)4的质量分数为______(已知氧化性:Ce4+KMnO4Ce(OH)4的相对分子质量为208,保留3位有效数字)

7)在酸性条件下电解Ce2O3制备Ce(SO4)2(如下图),阳极电极反应式_______

 

 

 

 

 

 

将铈氧化为四价便于与其他稀土元素分离 2xCO+CeO2=CeO2(1-x)+2xCO2 8H++2Cl-+2CeO2=2Ce3++Cl2↑+4H2O 避免Ce3+以Ce(BF4)3形式沉淀而损失(或将Ce3+全部转化为CeCl3,提高产率) 过滤 烧杯、分液漏斗 9 95.7% Ce2O3 +6H+ -2e- = 2Ce4++3H2O 【解析】 根据题意可知,本题考查氟碳铈矿的冶炼工艺流程,运用氧化还原反应化合价变化规律、离子方程式书写步骤、除杂步骤方法分析。 (1)①通过焙烧氟碳铈矿,可将铈氧化为四价,便于与其他稀土元素分离, 故答案为:将铈氧化为四价便于与其他稀土元素分离; ②尾气消除过程中发生着CeO2⇌CeO2(1−x)+xO2↑(0≤x≤0.25)的循环,可知CeO2具有氧化性,可氧化CO生成CO2,则CeO2消除CO尾气的化学方程式为2xCO+CeO2=CeO2(1−x)+2xCO2, 故答案为:2xCO+CeO2=CeO2(1−x)+2xCO2; (2)在酸浸I中用盐酸溶解CeO2,有少量铈进入滤液,可知有Ce3+生成,且产生黄绿色气体,此气体为Cl2,则此时发生反应的离子方程式是8H++2Cl-+2CeO2=2Ce3++Cl2↑+4H2O, 故答案为:8H++2Cl-+2CeO2=2Ce3++Cl2↑+4H2O; (3)向Ce(BF4)3中加入KCl溶液生成CeCl3和KBF,这样做的目的是避免三价铈以Ce(BF4)3沉淀的形式损失或除去BF4−或提高CeCl3的产率, 故答案为:避免Ce3+以Ce(BF4)3形式沉淀而损失(或将Ce3+全部转化为CeCl3,提高产率); (4)操作I为固液分离,应选择过滤操作;操作II为萃取,则所需要的硅酸盐仪器有分液漏斗、烧杯, 故答案为:过滤;分液漏斗、烧杯; (5)溶液中的c(Ce3+)等于1×10−5mol⋅L−1,可认为Ce3+沉淀完全,根据KSP[Ce(OH)3]=c(Ce3+)⋅c3(OH−)=1×10−20可知,,此时溶液的PH为9,即加入NaOH 调节溶液的pH 应大于9,即可认为Ce3+已完全沉淀, 故答案为:9; (6)用0.1000mol⋅L−1的酸性KMnO4标准溶液滴定至终点时,消耗20.00mL标准溶液,主要是氧化溶液中剩余的Fe2+,根据电子守恒剩余Fe2+的物质的量为,则还原Ce4+消耗的Fe2+的物质的量为0.03300mol−0.01mol=0.02300mol,根据Ce4++Fe2+=Fe3++Ce3+,则Ce4+的物质的量为0.02300mol,该产品中Ce(OH)4的质量分数为, 故答案为:95.7; (7)在酸性条件下电解Ce2O3制备Ce(SO4)2,阳极是Ce2O3发生氧化反应变为Ce(SO4)2,因此阳极电极反应式Ce2O3 +6H+ -2e- = 2Ce4++3H2O, 故答案为:Ce2O3 +6H+ -2e- = 2Ce4++3H2O。  
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(1)已知:N2(g)O2(g)===2NO(g) ΔH1 180.5 kJ/mol

C(s)O2(g)===CO2(g)  ΔH2=-393.5 kJ/mol

2C(s)O2(g)===2CO(g) ΔH3=-221 kJ/mol

若某反应的平衡常数表达式为K[c(N2)·c2(CO2)]/[c2(NO)·c2(CO)],则此反应的热化学方程式为:_____________

(2)N2O5在一定条件下可发生分【解析】
2N2O5(g)4NO2(g)O2(g),某温度下恒容密闭容器中加入一定量N2O5,测得N2O5浓度随时间的变化如下表:

t/min

0

1

2

3

4

5

c(N2O5)/(mol·L1)

1.00

0.71

0.50

0.35

0.25

0.17

 

①反应开始时体系压强为p0,第2 min时体系压强为p1,则p1p0________25 min内用NO2表示的该反应的平均反应速率为________

②一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量N2O5进行该反应,能判断反应已达到化学平衡状态的是________(填字母)

aNO2O2的浓度比保持不变     b.容器中压强不再变化

c2v(NO2)v(N2O5)           d.气体的密度保持不变

(3)Kp是用反应体系中气体物质的分压来表示的平衡常数,即将K表达式中平衡浓度用平衡分压代替。已知反应:NO2(g)CO(g)NO(g)CO2(g),该反应中正反应速率vk·p(NO2)·p(CO),逆反应速率vk·p(NO)·p(CO2),其中kk为速率常数,则Kp________(kk表示)

(4)如图是密闭反应器中按n(N2)n(H2)13投料后,在200 ℃、400 ℃、600 ℃下,合成NH3反应达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线,已知该反应为放热反应。

①曲线a对应的温度是________

M点对应的H2的转化率是________

(5)常温下,联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似,联氨第一步电离反应的电离平衡常数值_______________(已知:N2H4+H+ N2H5+K8.7×107 Kw1.0×10-14)

 

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51.2g Cu完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含NON2O4NO2)的混合物共0.8mol,这些气体恰好能被500 mL NaOH溶液完全吸收,生成NaNO2NaNO3两种盐溶液,其中NaNO3的物质的量为0.2mol,则NaOH的浓度为

A.2mol/L B.1.8mol/L C.2.4 mol/L D.3.6 mol/L

 

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25℃,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示,下列说法错误的是(      )

 

A.H3AsO3为三元弱酸,其一级电离平衡常数Ka110-9

B.NaH2AsO3在溶液中水解程度大于电离程度

C.pH=9的溶液中c(H+)c(H3AsO3)= c(H2AsO3)

D.a点时,溶液中c(H2AsO3)c(H3AsO3)+ c(HAsO32)

 

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三氯氢硅(SiHCl3)是光伏产业的一种关键化学原料,制备反应的方程式为Si(s)3HCl(g)SiHCl3(g)H2(g),同时还有其他副反应发生。当反应体系的压强为0.05 MPa时,分别改变进料比[n(HCl)n(Si)]和反应温度,二者对SiHCl3产率影响如图所示。下列说法正确的是

A. 降低压强有利于提高SiHCl3的产率

B. 制备SiHCl3的反应为放热反应

C. 温度为450 K,平衡常数:K(x)K (y)K (z)

D. 增加HCl的用量,SiHCl3的产率一定会增加

 

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1,3-二异丙烯基苯 是重要的化工原料,下列说法正确的是(       )

A.不可发生加聚反应 B.不能使稀的高锰酸钾溶液褪色

C.分子中所有原子共平面 D.其苯环上二氯代物有4

 

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