【題目】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、FeO等物質(zhì))。某課題組以此粉末為原料,設(shè)計(jì)如下工藝流程對資源進(jìn)行回收,得到純凈的CeO2和硫酸鐵銨晶體。
已知:CeO2不溶于稀硫酸,也不溶于NaOH溶液。
回答下列問題:
(1)濾液1中加入H2O2溶液的目的是____________________________________________________。
(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明濾液1中含有Fe2+__________________________________________________________。
(3)在酸性溶液中,已知Fe2+溶液可以和難溶于水的FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4,書寫該反應(yīng)的離子方程式____________________________________________________________________。
(4)由濾液2生成Ce(OH)4的離子方程式______________________________________________。
(5)取上述流程中得到的Ce(OH)4產(chǎn)品0.531 g,加硫酸溶解后,用濃度為0.l000 mol·L-1的FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(鈰被還原為Ce3+ ),消耗25.00 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________ (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字),Mr(Ce)=140。
【答案】使Fe2+氧化為Fe3+ 取少許濾液1,滴加鐵氰化鉀溶液,有藍(lán)色沉淀生成,則證明濾液1中有Fe2+ Fe2+ +2FeO(OH) == Fe3O4 +2H+ 4Ce3 ++ O2 +12OH-+2H2O ==4Ce(OH)4↓ 0.98或98%
【解析】
反應(yīng)過程為:廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì))中加入稀硫酸,FeO轉(zhuǎn)化為FeSO4、Fe2O3轉(zhuǎn)化Fe2(SO4)3存在于濾液1中,濾渣1為CeO2和SiO2;
濾液1中加入稀硫酸和H2O2,使FeSO4氧化為Fe2(SO4)3,溶液1為Fe2(SO4)3溶液,加入硫酸銨混合蒸發(fā)濃縮、常溫晾干后得到硫酸鐵銨晶體;
濾渣1中加入稀硫酸和H2O2,CeO2轉(zhuǎn)化為Ce3+存在于濾液2中,反應(yīng)為2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO4)3+O2↑+4H2O,濾渣2為SiO2;濾液2加入堿并通入氧氣將Ce從+3氧化為+4后Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀Ce(OH)4,反應(yīng)為:4Ce3++O2+12OH-+2H2O═4Ce(OH)4↓,加入分解Ce(OH)4得到產(chǎn)品CeO2;據(jù)此分析作答。
(1)已知:CeO2不溶于稀硫酸,廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì))中也不SiO2溶于酸,加入稀硫酸可將CeO2和SiO2與Fe2O3、FeO分離,濾液1中加入H2O2的目的是使Fe2+氧化為Fe3+;
(2)亞鐵離子有還原性能使酸性高錳酸鉀褪色,也與鐵氰化鉀生成藍(lán)色沉淀,故證明濾液1中含有Fe2+方法為:取少許濾液1,滴加鐵氰化鉀溶液,有藍(lán)色沉淀生成,則證明濾液1中有Fe2+;
(3)已知Fe2+溶液可以和難溶于水的FeO(OH)反應(yīng)生成Fe3O4,根據(jù)電子得失守恒和原子守恒可知該反應(yīng)的離子方程式為Fe2+ +2FeO(OH) == Fe3O4 +2H+;
(4)濾液2為含有Ce3+的溶液,加入堿并通入氧氣將Ce從+3氧化為+4后Ce3+轉(zhuǎn)化為沉淀Ce(OH)4,離子方程式為:4Ce3 ++ O2 +12OH-+2H2O ==4Ce(OH)4↓;
(5)用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定至終點(diǎn),鈰被還原成Ce3+,則Fe2+被氧化為Fe3+,則 Ce(OH)4~Ce3+~FeSO4, 所以n[Ce(OH)4]=n(FeSO4)=0.1×25×10-3mol,m[Ce(OH)4]=0.1×25×10-3×208g,該產(chǎn)品中Ce(OH)4的純度的表達(dá)式為×100=98%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯化鐵溶液與氫氧化鐵膠體的共同點(diǎn)是( )
A.分散質(zhì)顆粒直徑都在l~100 nm之間
B.顏色都呈紅褐色
C.一束平行光照射溶液時,從側(cè)面都可以看到一束光束
D.都是分散系
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【題目】向含2mol NaOH、1mol Ba(OH)2、2mol NaAlO2的混合液中慢慢通入CO2至過量,下列有關(guān)說法正確的是
A. 整個過程中共發(fā)生四個離子反應(yīng)。
B. 根據(jù)現(xiàn)象可判斷酸性強(qiáng)弱為:H2CO3>HAlO2>HCO3-
C. 通入3molCO2和通入5molCO2都只產(chǎn)生3mol沉淀
D. 整個過程中生成沉淀的物質(zhì)的量與通入CO2的體積的圖象如圖所示:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)尾氣中的氮氧化物常用氨催化吸收法,原理是NH3和NOx反應(yīng)生成無毒物質(zhì)。某同學(xué)采用以下裝置和步驟模擬工業(yè)上氮氧化物的處理過程。
Ⅰ.提供的裝置
Ⅱ.NH3的制取
(1)下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)室制備氣體的說法正確的是________(填序號)。
①可以用排飽和食鹽水的方法收集氯氣 ②用赤熱的炭與水蒸氣反應(yīng)制取氫氣 ③實(shí)驗(yàn)室制氧氣有時需要加熱,有時不需要加熱 ④用無水氯化鈣干燥氨氣 ⑤用濃鹽酸洗滌高錳酸鉀分解制氧氣的試管
Ⅲ.模擬尾氣的處理
選用上述部分裝置,按下列順序連接成模擬尾氣處理裝置,回答有關(guān)問題:
(2)A中反應(yīng)的離子方程式為_______________________________。
(3)裝置D的作用有:使氣體混合均勻、調(diào)節(jié)氣流速度,還有一個作用是___________。
(4)D裝置中的液體可換成________(填字母)。
a.CuSO4 b.H2O c.CCl4 d.濃硫酸
(5)該同學(xué)所設(shè)計(jì)的模擬尾氣處理實(shí)驗(yàn)還存在的明顯缺陷_____________________。
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【題目】下列離子化合物中,陰、陽離子的電子層結(jié)構(gòu)相同的是( )
A. NaCl B. LiCl
C. MgO D. Na2S
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【題目】對于可逆反應(yīng):2A(g)+ B(g)2C(g),分別測定反應(yīng)在不同溫度下達(dá)到平衡時B 的轉(zhuǎn)化率,繪制了如圖所示的曲線,圖中a、b、c三點(diǎn)分別表示不同時刻的狀態(tài)。下列分析正確的是( )
A. 該反應(yīng)的△H<0
B. b點(diǎn)時混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再變化
C. 增大壓強(qiáng),可使a點(diǎn)達(dá)到T1溫度下平衡狀態(tài)
D. c點(diǎn)表示的狀態(tài):v (正)> v (逆)
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【題目】碘在地殼中主要以NaIO3的形式存在,在海水中主要以I的形式存在,幾種粒子之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。已知淀粉遇單質(zhì)碘變藍(lán),下列說法中正確的是
A. 向含I的溶液中通入Cl2,所得溶液加入淀粉溶液一定變藍(lán)
B. 途徑II中若生成1 mol I2,消耗1 mol NaHSO3
C. 氧化性的強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>Cl2>I2>IO3
D. 一定條件下,I與IO3可能生成I2
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【題目】已知:在300 K時,A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)的化學(xué)平衡常數(shù)K=4,在該溫度下,向1 L容器中加入1 mol A和1 mol B發(fā)生反應(yīng),下列敘述不能作為該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志的是
①C的生成速率與C的消耗速率相等 ②單位時間內(nèi)生成a mol A,同時消耗2a mol C ③A、B、C的濃度不再變化 ④C的物質(zhì)的量不再變化 ⑤混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化 ⑥混合氣體的密度不再變化 ⑦A、B、C的分子數(shù)之比為1∶1∶2
A. ②⑤ B. ④⑦ C. ②③ D. ④⑥
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【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是
A. 用鐵電極包解飽和食鹽水:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
B. 用強(qiáng)堿溶液吸收工業(yè)制取硝酸的尾氣:NO+NO2+2OH-=2NO3-+H2O
C. 向硫酸銅溶液中加入NaHS溶液生成黑色沉淀:Cu2++HS-=CuS↓+H+
D. 向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水:Al3++4NH3·H2O=[Al(OH)4]-+4NH4+
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