【題目】鈰是地殼中含量最高的稀土元素,二氧化鈰(CeO2)是其重要的化合物。平板液晶顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末,其中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物質(zhì),某實(shí)驗(yàn)小組以此粉末為原料回收鈰,設(shè)計(jì)流程如圖所示:
(1)步驟Ⅰ加入過量鹽酸后,溶液a中的陽有離子___________________。
(2)步驟Ⅱ中反應(yīng)的氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之為___________。
(3)為了使步驟Ⅲ所得懸濁液中的Ce3+濃度為1×10-6mol·L-1,則加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH應(yīng)為____________[已知:Ce(OH)3的Ksp=8.0×10-21,lg2=0.3]。
(4)將NH4Cl固體與CeCl3·6H2O混合真空加熱可得無水CeCl3,其中加入NH4Cl的作用是__________。
(5)第Ⅴ步反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________;用反應(yīng)得到的懸濁液制備純凈的Ce(OH)4需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作為______________。
(6)對(duì)CeCl3樣品純度進(jìn)行測定的方法:準(zhǔn)確稱取樣品wg配成100mL溶液,取25.00mL置于錐形瓶中,加入稍過量的過二硫酸銨[(NH4)2S2O8]溶液將Ce3+氧化為Ce4+,然后用萃取劑[用(HT2)表示]萃取Ce4+,再用cmol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(其離子反應(yīng)方程式為Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+),重復(fù)2~3次,平均消耗VmL標(biāo)準(zhǔn)溶液。
①“萃取”時(shí)存在反應(yīng):Ce4++n(HT)2Ce(H2n-4)+4H+,若要提高滴定的準(zhǔn)確率,應(yīng)使溶液呈______性(填“酸”“中”或“堿”)。
②經(jīng)計(jì)算,CeCl3樣品的純度為________________。 [M(CeCl3)=246.5g·mol-1]
【答案】 Fe3+、H+ 2:1 9.3 NH4Cl固體受熱分解生成的HCl可抑制CeCl3水解 4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4 過濾、洗滌、干燥 酸 或(其他合理答案均可給分)
【解析】平板液晶顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末,其中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物質(zhì),加入HCl過濾得到固體a和溶液a,溶液a中主要是氯化鐵溶液和鹽酸溶液,固體a中為二氧化硅和二氧化鈰,固體中加入稀硫酸和過氧化氫反應(yīng)后過濾得到固體b為二氧化硅,溶液b為硫酸鈰溶液,加入氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液PH生成氫氧化鈰沉淀,懸濁液中通氧氣過濾、洗滌、干燥得到Ce(OH)4,懸濁液中加入鹽酸得到CeCl3溶液,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌得到結(jié)晶水合物,將NH4Cl固體與CeCl3·6H2O混合真空加熱可得無水CeCl3,利用氯化銨分解生成的氯化氫抑制Ce3+離子的水解,得到無水CeCl3。
(1)廢玻璃粉末,其中含CeO2、SiO2、Fe2O3等物質(zhì),步驟Ⅰ加入過量鹽酸后,溶液a中的陽離子有Fe3+、H+,CeO2、SiO2不溶于鹽酸,加入稀硫酸和過氧化氫反應(yīng)后過濾得到固體b的成分是 SiO2,(2)步驟Ⅱ中反應(yīng)二氧化鈰在稀硫酸溶液中被過氧化氫還原生成三價(jià)鈰離子,過氧化氫被氧化生成氧氣,反應(yīng)的離子方程式為:2CeO2+H2O2+6H+═2Ce3++O2↑+4H2O,氧化劑CeO2和還原劑的H2O2物質(zhì)的量之比為2:1;(3)當(dāng)溶液中離子濃度小于1×10-6mol·L-1時(shí)視為沉淀充全,結(jié)合溶度積常數(shù)計(jì)算氫氧根離子濃度c(OH-)= =2×10-5mol·L-1,c(H+)=10-14/2×10-5=5×10-10mol·L-1,得到溶液PH=-lg5×10-10=9.3;(4)將NH4Cl固體與CeCl3·6H2O混合真空加熱可得無水CeCl3,其中加入NH4Cl的作用是NH4Cl固體受熱分解生成的HCl可抑制CeCl3水解;(5)第V步反應(yīng)是氫氧化鈰被氧氣氧化生成Ce(OH)4,4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4;用反應(yīng)得到的懸濁液制備純凈的Ce(OH)4需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作為過濾、洗滌、干燥;(6)①“萃取”時(shí)存在反應(yīng):Ce4++n(HT)2Ce(H2n-4)+4H+,若要提高滴定的準(zhǔn)確率,需要平衡逆向進(jìn)行,因此溶液呈酸性;②電子守恒可知Ce3+物質(zhì)的量等于亞鐵離子的物質(zhì)的量,則CeCl3樣品的純度=即為 或(其他合理答案均可給分)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列分子含有的電子數(shù)目與HF相同,且只有兩個(gè)極性共價(jià)鍵的是( )
A.CO2B.N2OC.H2OD.CH4
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在某水溶液樣品中滴加氯化鋇溶液,產(chǎn)生白色沉淀;再滴加鹽酸,沉淀部分消失,并有無色無味的氣體產(chǎn)生.由此判斷該溶液中肯定不存在的離子是( )
A.Ag+B.SO42﹣C.CO32﹣D.NH4+
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式正確的是( )
A. 過氧化鈉加入水中:2O22-+2H2O== 4OH-+O2↑
B. 碳酸氫鈉溶液加入鹽酸:CO32-+2H+==CO2↑+H2O
C. 氫氧化銅中加入鹽酸:OH-+H+==H2O
D. 四氧化三鐵跟稀硫酸反應(yīng):Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3+ +4H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】向Ba(OH)2溶液中逐滴加入稀硫酸,請(qǐng)完成下列問題:
(1)寫出反應(yīng)的離子方程式 .
(2)下列三種情況下,離子方程式與(1)相同的是 (填序號(hào)).
A.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至溶液顯中性
B.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO 恰好完全沉淀
C.向NaHSO4溶液中,逐滴加入Ba(OH)2溶液至過量
(3)若緩緩加入稀硫酸直至過量,整個(gè)過程中混合溶液的導(dǎo)電能力(用電流強(qiáng)度I表示)可近似地用圖1中的曲線表示(填序號(hào)).
(4)若有一表面光滑的塑料小球懸浮于Ba(OH)2溶液中央,如圖2所示,向該燒杯里緩緩注入與Ba(OH)2溶液等密度的稀硫酸至恰好完全反應(yīng).在此實(shí)驗(yàn)過程中,小球?qū)?/span> .
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)操作不可能引發(fā)噴泉現(xiàn)象的是:
A. 擠壓裝置①的膠頭滴管使CCl4全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾
B. 擠壓裝置②的膠頭滴管使NaOH溶液全部進(jìn)入燒瓶,片刻后打開止水夾
C. 打開止水夾,用鼓氣裝置從裝置③的a處不斷鼓入空氣
D. 向裝置④的水槽中慢慢加入足量濃硫酸并打開止水夾
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